電気自動車やPHEVの電費とは?

結論:電費(でんぴ)とは、ガソリン車における燃費に似たものですが、単位が違います。自宅で充電する場合と、外出先で充電する場合は、電気代も違ってきます。本記事では代表的な計算方法をご紹介します。

目次

  1. 電費とは?
  2. 燃費と電費の違い
  3. プラグインハイブリッド(PHEV)車の電費の計算方法

電費とは?

Kleiner Geschäftsmann und der Strom最近電気自動車やプラグインハイブリッド車(PHEV=ピーエイチイーブイと読みます)の話題が出たとき、「そういえば電気自動車はガソリンを使わないのに燃費ってどうやって計算するのかな?」と思ったことはありませんか?
ガソリン車における燃費は、走行した距離(km)を、使ったガソリンの量(l=リットル)で割り算して求める数値で、カタログに記載されているカタログ燃費(JC08燃費)と、実際に走行したときの燃費(実燃費)があります。実燃費は走り方で大きく変化し、人によって異なります。ガソリン車の場合、(1) 急加速をしたり、(2) 急坂を登ったり、(3) 渋滞に入ると実燃費は大きく悪化します。

電気自動車にはエンジンはありませんから、ガソリンは1滴も使わず、燃費も計算できません。ガソリンがゼロリットルだから燃費は無限大?なわけではなく、ガソリンの代わりに電気で走行します。電気にもリットルのような量の単位があり、電力量(電力、ではありません)と呼ばれ、kWh(キロワットじ)で表します。1kWh(いちキロワットじ)の電力量は、最新の40インチ4Kテレビの消費電力が100W前後ですから、これを10時間つけっ放しにしたくらいの電気の量にあたります。といってもあまりイメージできませんね。電気自動車の場合、おおよそ1kWhの電力量で、4kmから10kmくらい走行することができます。ガソリン車の実燃費は4km/lくらいから25km/lくらいですから、電気自動車のほうが車による差が少ないのですね。電気自動車の場合、(1) 暖房を使用したり、(2) 高速走行をしたり、(3) 急坂を登ると実電費が大きく悪化します。

さて、この1kWhという電力量は買うといくらくらいするのでしょうか?ガソリンだとガソリンスタンドでしかガソリンを買えませんので簡単だったのですが、電気は家でも充電できますし、充電スポットでも充電できます。当然ですが、無料の充電スポットでは電気代はタダ。今回は無料の充電スポットは除外して考えましょう。
では以下の表をご覧ください。

充電方法1kWhあたりの金額
家庭で充電(通常料金)30円
家庭で充電(夜トク12などの夜間)23円
日産販社の充電スポット(日産ライトプラン)0円
NCSの充電スポット(日産ライトプラン)67円(50kW時。20kW時は167円)
NCSの充電スポット(三菱ベーシックプラン)16円(50kW時。20kW時は40円)
NCSの充電スポット(NCS会員)20円(50kW時。20kW時は50円)
NCSの充電スポット(NCS非会員)67円(50kW時。20kW時は167円)

Energieversorung am Einfamilienhaus結構複雑なことが分かりますね。
まず、家庭での充電は、電力のプラン(携帯みたいですね)によって金額が違います。日本全国どこの電力会社でもほとんど同じような料金体系なのですが、この例は東京電力で出しています。夜間割引になるプランに切り替えると、夜間が安くなる代わりに平日の昼間が高くなりますから、平日の日中に洗濯機や乾燥機などを使う場合には、せっかく電気自動車で夜の安い電力を使えても差し引きあまり変わらないケースもあり得ます。
家庭以外の場所では充電スポットを利用することになります。5月7日現在、日本全国の急速充電スポット数は6800か所を超えており(当社調べ)、高速道路を始め多くの観光スポットには急速充電器が設置されているといっても言い過ぎではないでしょう。料金を見てみると、会員制度やプラン、kWとかあってややこしい!簡単に説明してみましょう。

まず日産・三菱・トヨタ・ホンダとJTBコーポレートサービスの全5社については、それぞれの会社が規定する会員になることによって、日本充電サービスが提供している「NCSネットワーク」の充電器が利用できます。自動車会社はそれぞれの車両を所有していることが最低の条件となり、高いプランと安いプランが用意されています。また、それ以外の会社の車両(BMWやテスラなど)の場合は、JTBコーポレートセールスが発行している「JTBおでかけCard」または日本充電サービスが直接発行している「NCSカード」の会員になることができます。そして、会員にならなくても、これらのNCSネットワーク充電器はゲスト料金(=非会員の料金)で利用することもできます。会員になるには500円から5000円の月会費がかかりますので、あまりNCSネットワーク充電器を使わない方は会員になる必要はないと言えます。
本記事の執筆時点でNCSネットワーク急速充電器は約5100基。全国6800基のうちかなりの部分を占め、高速道路のSAPAに設置されている急速充電器はすべてNCSネットワークに加盟しています。

月会費はさておき、会員の制度やプランによって料金体系が異なります。例えば日産のスタンダードプランは月3000円ですが、NCSネットワークの急速充電器はほとんど(三菱ディーラーの充電器を除く)使い放題となります。一番月会費の安い、三菱のベーシックプランは月500円で、多くのNCSネットワークの急速充電器が(三菱ディーラー・日産ディーラー以外)1分12円で利用できます。
この1分○○円、という料金体系がNCSでは一般的なのですが、充電器によって、何kWh(ガソリンでいうと何リットル)入るかは異なるのです!これが非常に面倒なところで、1分でより多くの電力量を充電できる充電器(例:50kW)と、少ししか充電できない充電器(例:20kW)では、何と2.5倍の電力量の差が出ます。すなわち、電気代が2.5倍異なるということになるのです。特に大型バッテリーを搭載しているテスラ(60kWh以上)や新型リーフ30kWhなどの車両(マイナーチェンジ後の33kWhバッテリー搭載BMW i3も)では、使い放題のプランでない限り、20kW充電器では2.5倍のお金がかかります。
※EVsmartでは、90%以上の急速充電器についてkW値(出力・1分あたり充電できる電力量)を調査し表示しています。

ざっくりまとめると、1kWhあたりの電気代は家なら30円程度、充電スポットでは会員になっていれば20円程度(料金の高い充電器は使わないと仮定)、非会員の場合67円程度となります。会員制度を利用する場合には、これに月会費がかかります。
電費を計算する場合は、これらを一つ一つ計算することは大変なので、1kWhあたり30円で計算することをお勧めします。

燃費と電費の違い

Gas price conceptさて、燃費と電費の定義は分かりましたが、どう比較すればよいのでしょうか?
燃費はkm/lで、電費はkm/kWhでしたね。では、簡単に比較するために5~6km/kWh程度の電気自動車(リーフ6km/kWh、テスラモデルS 5km/kWhを想定)を例に挙げて計算してみましょう。まず1kWh=30円で5~6km走行できたわけですから、1円あたり5~6km/30円=0.167km~0.2km走行できることになります。ではガソリンが1リットル110円とすると、110円払えば、5~6km/kWhの電気自動車は0.167 x 110 = 18.3km~0.2 x 110 = 22km走行できることになります。つまり

6km/kWhの電気自動車 = 22.0km/lのガソリン車(レギュラー@110円)
5km/kWhの電気自動車 = 18.3km/lのガソリン車(レギュラー@110円)

と同等ということになります。
このように電気自動車の場合、燃費と比較するためには、1kWhをいくらで充電するのか、そしてガソリン価格によって、数値が変化してしまいます。夜間の電気料金が安くなるプラン(例:東電夜トク12@23円)を使えば、上記の計算は23.9km/l~28.7km/lとなり、日本国内で市販されているどの車よりも燃費が良いことになります。またガソリンが130円に値上がりすると、同じ条件で21.7km/l~26km/lとなり、メルセデスのSクラスと同等サイズのテスラモデルSで2016年式の新型プリウスより良い燃費を出すことができるのです。もちろんメルセデスはハイオク指定ですが。
※出典:e燃費 燃費ランキング

ざっくりまとめると、電気自動車の場合、レギュラーガソリンが110円程度の現状では、同格のガソリン車などと比べて燃費を低く抑えることが可能ということです。

プラグインハイブリッド(PHEV)車の電費の計算方法

Plug in hybrid electric car charge point最後に、PHEVはどう考えればいいのでしょうか。
PHEVすなわち、プラグインハイブリッド車とは、バッテリーを搭載しており、電気を充電して走行もできますが、ガソリンでも走行できる車を言います。通常のハイブリッド車は、電気を充電することはできませんので、PHEVではありません。

PHEVの燃費・電費はどうやって計算すればよいのでしょうか?
これは非常に難しい問題で、米国EPA(米国で燃費を統括する役所)では、MPGe (Miles per Gallon equivalent; 1ガロンのガソリンで何マイル走れるかの同等値・出典:Edmunds)という基準を用いて、電気自動車・プラグインハイブリッド車・ガソリン車・その他天然ガス車などを同等に比較できるような指標が導入されています。この基準は、当記事が上で計算したような、車のオーナーが実際に支払う金額ではなく、消費したエネルギー量に基づいて計算をしており、エネルギー効率のよい電気自動車やプラグインハイブリッド車では数値が良くなってしまいます。例えば同等の車格同士で、ハイブリッド車であるプリウスの米国EPA基準の燃費は50MPGですが、電気自動車フォードフォーカスEVの燃費は105MPGe(!!)なのです。せっかく統一した単位を導入したのに、数値が倍も違うのでは比較になりませんね。もちろん米国では、州によってガソリン価格も昼の電気代も夜の電気代も異なるのです。

プラグインハイブリッド車の燃費を考える場合、ガソリンのみで走行した場合と、電気のみで走行した場合を分けて考えると分かりやすいです。
まずガソリンのみで走行する場合、PHEVは同等車格の「PHEVでないハイブリッド車」より少し燃費が悪く、ハイブリッドではない純ガソリン車より燃費が良くなります。例えばアウトランダーPHEVの場合、充電しないでガソリンだけで走行するとおおよそ12km/lくらいだそう(出典:個人ブログ等からの推測)ですが、同等の車格のハリアーハイブリッド 2500ccは14.06kmと、少しPHEVのほうが悪くなります。プラグインハイブリッドではないアウトランダー 2400ccの燃費は10.46km/lですから、やはりPHEVのほうが良いですね。つまり:

【ガソリンのみで走行する場合】
同等車格のハイブリッド車の燃費 > PHEVの燃費 > 非ハイブリッド車の燃費

となるのです。自宅で充電できる環境がない場合、PHEVを選択すると、普段の街乗りではよりガソリンを多く消費するということを理解しておいてください。

Electric car charging in EV charging station次に電気のみで走行する場合です。ここではアウトランダーPHEVと、先般発表された2016年式新型プリウスPHV(米国名プリウスプライム、日本ではまだ納車されていません)を例として見てみましょう。これらの車の電費ですが、日本では実電費がまだ十分に出てきていないため、簡易的にEPA基準のEV航続距離を使って、電費を計算してみます。EPA基準のEV航続距離とは、EPAの基準の運転方法で、バッテリーが満充電の状態でエンジンを始動しないようにして走行し、バッテリーが空になるまでに走行できた距離であり、電気自動車の航続距離の基準と同じ基準での比較となります。

米国未発売のアウトランダーPHEV(2016年秋発売予定)のEPA航続距離は35kmと推測されています。まだEPAが形式認定を受けた車両をテストしていないので、正式データは存在しませんが、多くの場合推測値は当たっています。バッテリー容量は12kWhですが、実際に使える容量を90%と仮定すると、EPAテストの走行方法での電費は35 / (12 x 0.9) = 3.2km/kWhとなります。
プリウスプライム(新型プリウスPHV)のEPA航続距離は35kmとメーカーから発表されています。
※その後のEPA形式認定により40kmとなりました。記事を訂正します。
バッテリー容量は8.8kWh、同様の基準での電費は40 / (8.8 x 0.9) = 5.1km/kWhです。プリウスプライムのほうが小型の車ですので電費が良いのは当たり前ですね。

先ほどの電気自動車の電費を良く見ていた方は気づかれたかも知れません。私にも理由は分かりませんが、実はPHEVは電気自動車より若干電費が悪いのです。私見ですが、バッテリーが小さいことにより、アクセルを戻したときの回生電力を十分にバッテリーに戻しきれず、ロスが大きめに発生しているように感じています。もし技術的になぜそうなるのか、お分かりになる方はぜひコメントでお知らせください。

それではPHEV(プリウスプライム)のEVモードの電費を前出の方法でガソリン車と比較してみましょう。1kWh=30円で5.1km走行できたわけですから、1円あたり5.1km/30円=0.17km走行できることになります。ではガソリンが1リットル110円とすると、110円払えば、5.1km/kWhのPHEVは0.17 x 110 = 18.7km走行できることになります。

え?ちょっと待って!18.7km/l(注、EPA基準での試算)なら普通のハイブリッドのプリウスより燃費悪くないですか??実はそうではないのです。EPAテストはかなりの高速道路走行を含み、バッテリーとモーターでは、高速道路走行時の電費があまり良くならないのです。逆に一般道路や渋滞路では電費が向上します。高速道路でPHEVをEV走行させるとガソリンで走行するより高くなり、通勤など一般道中心でPHEVをEV走行させると、ガソリンで走行するより安くなるのです!面白いですよね。ですから、PHEVの使い方としては、以下の二点に気を付けると良いと思います。

  1. できる限り一般道での走行用にバッテリーを使うのが、電費のためにはよい
  2. レギュラーガソリン1リットル110円程度の低価格では、PHEVのEV走行と同等の車格のハイブリッド車のガソリン走行のコストは差が付きにくい

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「電気自動車やPHEVの電費とは?」への8件のフィードバック

  1. 判り易くて BEV,PHV,PHEVを購入される方には良いと思います。
    でも 記事の中に有るように 冷房、暖房などによる 数値かい離が有るのが
    購入検討の方には 判らないと思います。
    所有されるようになれば この事かと得心されると思います・
    私はPHEVを所有しているのですが 選択のポイントは発電機(エンジン)付きのBEV
    家庭用100V電気出力端子で1500Wが使用できるので 災害時停電の発電機と云う点です
    購入当時は東日本災害の直後でしたし 都市圏は計画停電が実施されたので オール電化住宅では 発電機が必須 普通の発電機は毎月メンテナンスが必要ですが 車なら月に一度も使わないことは無いので メンテナンス不要と云う点でした。 
    安川さんが このように判り易く説明されるのは 非常にいいなと 思っております

    1. スージーパパ様、コメントありがとうございます。おっしゃる通り、今までガソリン車では冬に早めに給油、、なんてことは一切なかったので、冬は早めに充電が必要だったり、そして首都圏にお住いの方ですと、流れの速い東北道では電池が早く減ったり、中央道で渋滞すると電池がいつまでもなくならなかったり、、ということに気づいてびっくりされる方もいらっしゃると思います。
      そしてプラグインハイブリッドの大きな利点は発電機としての機能やV2Hに対応し、急な停電時や災害時に役に立つということですね。米国のキャンプ場のように電源完備のキャンプ場やBBQエリアが少ない日本ではは、案外PHEVがアウトドアでも役に立つと思います。

  2. PHEVの電費についての分析を拝見しました。
    私は、2012年式のプリウスPHVに乗っていますので、電費と燃費について報告いたします。
    G-BOOK mX Proというナビをつけ通信の契約をしていますので、e-connectというスマホのアプリで過去の毎日と月ごとの走行距離・燃費・電費を閲覧することができます。
    このデータから、EVモードでエアコンを使わないときの最も良い月の電費は、春と秋で10.4km/kwh、悪いとき(夏・冬)で9.0km/kwhです。
    私の計算では、家庭用の電気代は基本料金を除く(基本料金は車に充電しなくてもかかる費用ですので除いています。)と約26円/kwですから、10kw/26円=0.385km/円ですから、ガソリンを私が買っている現在120円で計算すると、0.385×120円=46km/Lになります。
    また、ガソリンのみのHVモードの燃費は、10~20km程度の距離を走る場合24~25km/Lです。また、一日に300~500km位走る場合(高速道路で90km/h程度)の場合、28~32km/L位です。(高速道路で100km/h以上の速度にあげた場合は、かなり落ちてきます。)
    このデータから、EVモードの方がエコでありと同時に、はるかに経済的であることが分かります。
    また、PHVがハイブリッド車と比べて有利な点は、バッテリーの容量が大きいために長い下り坂でその位置エネルギーを全てバッテリーに蓄えることができる点です。
    次は私がドライブしたときのデータです。

    箱根大涌谷(標高1,044m)から箱根湯本駅(標高108m)までの位置エネルギーは、mghで表されますから、m(全体の質量)=(PHVの車体重量1,410kg+大人2人とガソリンの質量200kg)=1,600kg、g(重力加速度)=9.8m/sec^2 、h(標高差)=936m として

       mgh=1,600×9.8×936=14.7×10^6 (J) ・・・・・・・・・・・・①

    1時間は3,600sec(秒)ですから、充電されたエネルギーをジュール(J)に換算し直して、

       2.64(kwh)=2.64(kwh)×3,600(sec)=9.50×10^6 (J)・・・・②

    ②を①で割って、

    ( 9.50×10^6 (J))÷(14.7×10^6 (J))×100=64.6(%)

    よって、位置エネルギーの64.6%がPHVの充電エネルギーとして回収されまた。このような長い下り坂においては、他の車ではブレーキの熱エネルギーとして捨て去ってしまったものを、特別な操作をすることなく自動的に回収できました。その途中の緩い下り坂においては、アクセルを踏むことも度々あったことを考えると極めて高い回収率といえます。この回収率は、発電における変換効率と比較して、水力発電を除くと、最も高いエネルギー変換効率である天然ガスの火力発電の50–60%をも凌いでいる。
    この点が、PHVやPHEVの優れている点ではないでしょうか。
    感想を頂ければ幸いです。

    1. 山好き男様、コメントありがとうございます。現行(新型は昨日発売開始でしたっけ?)プリウスPHVのデータ大変参考になります。9km/kWhとのことでおそらく渋滞のほとんどない郊外路メインかなと思います。リーフでも9km/kWhという数字をよくマニア(!?)の方からお聞きするのですが、そういう方は相当注意して走行されています。平均ではリーフでも6-7km/kWh程度かと思います。そういう意味では、HVの場合、注意しても、逆に結構乱暴なアクセル操作で運転しても、大して燃費が変わらないのに対し、電気自動車・プラグインハイブリッドは丁寧に運転すると電費はかなり向上させることができる、、という当たり前のことなのかも知れません。

      箱根の件、本当はそこから走行抵抗・空気抵抗にも対抗して走行して降りてきているわけですから、最後の式の分母側がもう少し少なくなるわけで、このような理想的な条件での回生効率はもっと高くなるとも言えますね!

  3. >バッテリーが小さいことにより、アクセルを戻したときの回生電力を十分にバッテリーに戻しきれず、ロスが大きめに発生しているように感じています。もし技術的になぜそうなるのか、
    について
    バッテリーの充放電能力として容量にも比例するため、物理的にそうなるでしょう。
    たとえば、加速すると、電池は放電となり、
    回生で減速すると、電池は充電となります。
    大容量の電池は(EVなど)、放電電力も大きいし、加速もパワーが出せる。
    一方、少量の電池は(HVなど)、放電電力も小さいし、モーターパワーも制限がある。
    電池の充電電流は、=回生電流ですので、電流も、電力も電池の容量に比例することになるわけです。
    また吸収できなかった電流は、回生を制限するしかないでしょう。ほかに捨てることになる。

    1. ひろひこ 様、コメントありがとうございます。また二件いただいてしまいまして、申し訳ございません。当サイトでは基本的にすべてのコメントを掲載しておりますが、スパム投稿が表示されてしまうのを防ぐため、いったん人手で内容を確認させていただいてから掲載させていただいております。お手数をおかけいたしました。
      ご指摘の点、おっしゃる通りですね。それと、もう一つ、これは公開されていないので計算で確認のしようがないのですが、PHEVでは充放電深度をあまり深く取っていないというのもあるのだと思います。私の計算ではプリウスPHVの電費はEPAベースで35 / (8.8 x 0.9) = 4.4km/kWhと記事中で書いていましたが、仮に深度を0.8とすると(つまりバッテリーの容量の20%はバッテリー保護のために使わない)、35 / (8.8 x 0.8) = 5.0km/kWhとなり、ほぼBEVと同様の数字となります。またEPAの燃費試験方法
      http://www.fueleconomy.gov/feg/fe_test_schedules.shtml
      を見ると、回生でバッテリーが満充電になっちゃうほどの連続した減速はないようにも思えます。また減速の前には必ず加速が伴うため、バッテリーは放電してから充電するというサイクルを繰り返しています。このあたりは専門家の方に教えていただかないといけないポイントでしょうか。

  4. >先ほどの電気自動車の電費を良く見ていた方は気づかれたかも知れません。私にも理由は分かりませんが、実はPHEVは電気自動車より若干電費が悪いのです。私見ですが、バッテリーが小さいことにより、アクセルを戻したときの回生電力を十分にバッテリーに戻しきれず、ロスが大きめに発生しているように感じています。もし技術的になぜそうなるのか、お分かりになる方はぜひコメントでお知らせください。

    PHEVが電気自動車より電費が悪いのは、ガソリンエンジン・燃料タンク・燃料など内燃機関を保持するため重量が重くなり、電費の悪化に繋がっているものと推測いたします。

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