執筆:畑田康司 監修:楠浦崇央
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電動モビリティの最先端 ～「陸・海・空」の電動化をリードする企業の戦略を徹底分析～
温室効果ガスの排出量削減（脱炭素化）が求められる中で、クリーンエネルギーを利用した「電動モビリティ」の市場が急速に拡大しています。電気自動車（EV）はもちろん、バイクなど小型のモビリティや、海上輸送・空輸の電動化も進んでいます。
本イノベーション四季報2023夏秋合併号では、「陸・海・空」それぞれの分野で電動モビリティ市場をリードする企業の戦略を分析し、「なぜ電動モビリティが進化したのか」と「これからどう進化するか」を解き明かします。
－ 豊富な図表でわかりやすく解説しています －
◆第1章
・テスラの新型バッテリー「4680」は既存品とどう違うか？
・テスラはバッテリー関連のどんな特許を取っていて、トヨタとどう違うか？
・新興のテスラがEV市場をリードできた背景にある開発戦略とは？
・Maxwell Technologies買収の狙いは？
・テスラは充電インフラのSupercharger関連ではどんな特許を取っているか？
◆第2章
・全固体電池はなぜリチウムイオン電池より高い性能が期待できるか？
・全固体電池が実用化される予定時期は？
・トヨタはいつから全固体電池の開発に取り組んできたか？
・全固体電池の破損を防ぐトヨタの発明とは？
・全固体電池はEV以外でも使われるのか？
・テスラとトヨタの経営戦略はどう違うのか？両社がライバルではない理由は？
◆第3章
・超小型EVはなぜ日米よりも欧州で先に普及したか？
・中国で最も売れている超小型EVの仕様は？
・日本で超小型EV市場が拡大するために何がポイントになるか？
・ヤマハ発動機はどうやって日本のマイクロモビリティ市場を広げているか？
◆第4章
・ウルトラキャパシタにカーボン電極が使われる理由は？
・ウルトラキャパシタはEVとマイクロモビリティの進化にどう貢献するか？
・Skeleton Technologiesのウルトラキャパシタの最初の市場は？
・NAWA Technologiesの電動バイクはなぜ走行距離1.7倍を達成できたか？
◆第5章
・EVの普及で課題となる「急速充電インフラ」をどう解決するか？
・フライホイール蓄電の原理とメリットは？
・ZOOZ Power, Teraloopのフライホイール蓄電システムはどう違う？
・テスラの急速充電インフラの仕組みは？
・超小型EVとマイクロモビリティの市場はそれぞれどう発展しているか？
・「テスラのEVは普及しない」という専門家の予想はなぜ外れたのか？
・電動モビリティ市場とスマートフォン市場の共通点とは？
◆第6章
・eVTOLとヘリコプターの違いは？
・eVTOLはいつごろ実用化されるか？
・デンソーのeVTOL事業の本気度は？
・デンソーのeVTOLモーターの構造は？
・eVTOLの「自動運転」は誰が実用化するか？
・eVTOL市場の最重要プレーヤーがハネウェルである理由とは？
◆第7章
・シーグライダーは今までの水上飛行機とどう違うか？
・Regent Craftは何を発明したか？
・なぜシーグライダーは悪天候でも輸送できるのか？
・シーグライダーがeVTOLの2倍のエネルギー効率を達成できる原理は？
・空と海の電動航空機を組み合わせた輸送ネットワークとは？
・米国国防総省のリバティリフターの目標は？
テスラ、トヨタ、ヤマハ発動機、デンソー、ハネウェル、Regent Craft、DARPA、パナソニック、CATL、Maxwell Technologies（マクスウェル・テクノロジーズ）、シグマ・リチウム（Sigma Lithium Resources）、出光興産、村田製作所、富士フィルム、プライム プラネット エナジー＆ソリューションズ、Joby Aviation、朝日航洋、日産自動車、フォード、ゼネラルモーターズ、リビアン、ボルボ、シトロエン、ルノー、Evercross、ステランティス（Stellantis）、上海汽車、五菱（ウーリン）、NAWA Technologies、Skeleton Technologies、ZOOZ Power（旧Chakratec）、Blink Charging、Teraloop、安川電機、Lime、Spin、ソニー、Lilium、Archer Aviation、Beta Technologies、EVE Urban Air Mobility、Vertical Aerospace、SkyDrive、EHang、アマゾン、UPS、丸紅、大豊産業、ホンダ、Canadair、JAL、ヤマトHD、ロッキード・マーティン、General Atomics、ボーイング、Aurora Flight Sciences、インテル、クアルコム
0. 本資料のサマリー
1．バッテリー設計から見えるテスラの経営戦略
2．EVの性能を最大化するトヨタの全固体電池
中間考察1：テスラとトヨタの戦略の比較
3．超小型EVという新たな市場
4．電動モビリティの要素技術①「ウルトラキャパシタ」
5．電動モビリティの要素技術②「フライホイール蓄電」
中間考察2：「陸」の電動モビリティ市場拡大の全体像
6．空飛ぶクルマ「eVTOL」によるモビリティ革命
7．シーグライダーによる「海」のモビリティ革命
中間考察3：「電動航空機」の技術的特徴と企業の動向
本資料のまとめ・振り返り
| 図表1 | テスラのバッテリーパックの構造（テスラのプレゼン資料の図に追記して作成） |
| 図表2 | テスラのバッテリー仕様比較（※写真はWikipediaより。容量データはecolithiumbattery.comの記事より。バッテリーパック中のセル数のデータは2022年9月のDRIVE記事より） |
| 図表3 | テスラのCPCトップ10（LENS.ORGで分析） |
| 図表4 | テスラのバッテリーパックの冷却機構（JP6490088B2 の図に追記して作成） |
| 図表5 | Maxwell TechnologiesのCPCトップ5（LENS.ORGで分析） |
| 図表6 | テスラの充電ケーブルの構造（US9321362B2の図に追記して作成） |
| 図表7 | リチウムイオン電池と全固体電池の構造の比較 |
| 図表8 | トヨタのバッテリー開発計画の概要（同社の2023年6月のリリースを元に作成。他にも何種類かのバッテリー開発が計画されているが、代表的なものを抜粋） |
| 図表9 | IPC分類「H01M10/0562」の特許出願件数のバブルチャート（特許分析ツールTokkyo.Aiを用いて日本の特許出願上位5社を分析。バブルの大きさが特許出願件数の多さを示す） |
| 図表10 | トヨタの特許 JP6856042B2 に記載された全固体電池の構造（特許の図に説明を追記して作成） |
| 図表11 | トヨタの出願に記載されたeVTOLを使ったサービス（JP2022060856Aの図に追記して作成） |
| 図表12 | トヨタのeVTOL関連の特許出願（GooglePatentsの検索結果に追記して作成） |
| 図表13 | テスラとトヨタの共通特許分類（CPC分類）のトップ5の比較（LENS.ORGの分析結果を元に作成） |
| 図表14 | テスラとトヨタのバッテリー開発戦略の違い（テスラの図は同社特許 JP6490088B2、トヨタの図は同社特許 JP6856042B2より） |
| 図表15 | テスラとトヨタの時価総額の推移（2015/01/01〜2022/12/31の期間。Seeking Alphaのデータをもとに作成） |
| 図表16 | テスラの充電ステーションの外観（Wikipediaの写真に追記して作成） |
| 図表17 | 一般的なEVと超小型EV、マイクロモビリティの比較（写真はそれぞれの車種のWikipediaより） |
| 図表18 | テスラ「モデル3」（RWD)とシトロエン「AMI」の仕様比較※モデル3のHP、Autoevolution.comのデータを元に作成（価格は2023年6月2日時点のレートを元に試算） |
| 図表19 | 各国の人口、面積、人口密度（Wikipediaのデータをもとに作成） |
| 図表20 | AMIを含む超小型EVに乗車できる条件の比較（日本の法規制についてはWikipediaのEuropean Driving Licenceの項を参照） |
| 図表21 | 2014～2018年の欧米と中国のEV販売台数の推移（IEAのデータを元に作成） |
| 図表22 | ウーリンの宏光MINI EVの外観（Wikipediaより） |
| 図表23 | 超小型モビリティの市場規模推定（国土交通省の2017年の資料に追記して作成） |
| 図表24 | ヤマハの電動バイクの構造（同社の特許 JP5636439B2 の図に追記して作成） |
| 図表25 | 物品搬送に使われる電動モビリティのイメージ（ヤマハの特許JP7260714B2の図に追記して作成。左側の電動モビリティが右側の車を引っ張って搬送する） |
| 図表26 | カーボン電極を使ったウルトラキャパシタ（電気二重層コンデンサ）の仕組み |
| 図表27 | グラフェンとカーボンナノチューブの構造（それぞれGrapheneのWikipedia、Carbon nanotubeのWikipediaより） |
| 図表28 | ウルトラキャパシタのメリットとデメリット（リチウムイオンバッテリーとの比較） |
| 図表29 | Skeleton Technologiesのウルトラキャパシタ（同社の自動車関連の資料の図に追記して作成） |
| 図表30 | カーボンナノチューブを用いた電極の外観（NAWA Technologiesの特許出願JP2021535075A の図に追記して作成） |
| 図表31 | NAWA Technologiesのウルトラキャパシタを搭載したバイク「Nawa Racer」（同社のYouTube動画の画像に追記して作成） |
| 図表32 | フライホイールの構造の概要（Pullen, 2019 の図に追記して作成） |
| 図表33 | リチウムイオンバッテリーとフライホイール蓄電の比較 |
| 図表34 | ZOOZ Powerのフライホイール蓄電システムの概要（同社の投資家向けプレゼン資料の図に追記して作成） |
| 図表35 | Teraloopのフライホイール蓄電システムの概要（同社プレゼン資料の図に追記して作成） |
| 図表36 | テスラの充電インフラの概要（スーパーチャージャーのトラブル対応ガイドの図に和文を追記して作成） |
| 図表37 | 世界のEVの販売台数と関連ニュース（国際エネルギー機関のレポート「Global EV Outlook 2023」のグラフに追記して作成。完全電動の自動車であるBEVの台数を集計） |
| 図表38 | 米国におけるマイクロモビリティのシェアリングサービスの利用回数の推移（NATCOの2022年のレポートのグラフに追記して作成） |
| 図表39 | ウルトラキャパシタによるEV, 電動バイクの高度化（EVの写真はWikipediaより、電動バイクの写真はNAWA TechnologiesのYouTube動画より） |
| 図表40 | ZOOZ Powerの充電インフラ拡張の構想（同社の投資家向けプレゼン資料の図に追記して作成） |
| 図表41 | 従来のヘリコプターとeVTOLの違い（ヘリコプターの写真はWikipediaより、eVTOLの写真はLilium社の投資家向けプレゼン資料より） |
| 図表42 | 主なeVTOL機体メーカーの一覧 |
| 図表43 | 電動モーターの内部構造の例（デンソーの特許出願 WO2023048269A1 の図に追記して作成） |
| 図表44 | ハネウェルのAnthemを使った操作のイメージ（同社の投資家向けプレゼン資料の図に追記して作成） |
| 図表45 | ハネウェルの自動運転のイメージ（同社の投資家向けプレゼン資料の図に追記して作成） |
| 図表46 | 水上飛行機CL-415の外観（Wikipediaの写真に赤字部を追記して作成） |
| 図表47 | 電動シーグライダーの構造（Regent Craftの特許 US11420738B1 の図に追記して作成） |
| 図表48 | Regent Craftのシーグライダーの飛行モード（同社の特許出願 US20220382300A1 の図に赤字部を追記して作成） |
| 図表49 | eVTOLとシーグライダー連携のイメージ（eVTOLの写真はLilium社の投資家向けプレゼン資料より、シーグライダーの図はRegent Craft の特許 US11420738B1 より） |
| 図表50 | DARPAのリバティ・リフターのイメージ（出典：DARPAホームページ） |
| 図表51 | eVTOLとシーグライダーの機体の共通点（eVTOLの写真はLilium社の投資家向けプレゼン資料より、シーグライダーの図はRegent Craft の特許 US11420738B1 より） |
| 図表52 | eVTOL用モーターに関するデンソーの特許出願件数（特許分析ツールTokkyo.Aiを用いて分析。キーワードに「eVTOL」を含み、モーター関連のIPC分類「H02K」の出願を抽出） |
| 図表53 | デンソーの特許出願 JP2023048087A（Google Patentsの画面に追記して作成） |
| 図表54 | eVTOLとシーグライダーのコックピットの外観（eVTOLはハネウェルの2023年6月のプレゼン資料、シーグライダーはRegent CraftのHPより） |
| 図表55 | ハネウェルがつくる電動航空機のエコシステムのイメージ |
| 図表56 | テスラとトヨタのバッテリー開発戦略の違い（再掲） |
| 図表57 | ハネウェルがつくる電動航空機のエコシステムのイメージ（再掲） |
執筆:畑田康司 監修:楠浦崇央
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畑田 康司 (弊社シニアリサーチャー)
九州大学大学院：生物資源環境科学修士、東京大学大学院：農学生命科学修士。東京大学大学院所属時に「発明塾」に参加し、2件の発明が賞金獲得。
卒業後、生産設備メーカーで機械設計・開発を行う。「発明塾」での特許調査、特許分析や発明創出の経験を生かし、社内の知財教育セミナー主催、発明提案を行う。台湾に2年間駐在と米国・マレーシア等への長期出張を経験し、海外顧客の生産現場に入り込んでの装置改善に取り組む。
2019年よりTechnoProducer株式会社 シニアリサーチャーに就任。
楠浦 崇央 (弊社代表・発明塾 塾長)
新規事業創出の支援と発明・知財教育の二つのサービスを通じて、「100年続く事業」の創出と、それを達成する人材の育成を行う、TechnoProducer株式会社の代表取締役CEO兼「発明塾」塾長。
TechnoProducerはこれまでに一流企業を中心に300社以上の新規事業や知財戦略を支えてきています。また、楠浦自身、アメリカの発明投資ファンドからアジアのトップ発明家8人に選ばれた、発明家でもあります。
読者の方からいただいたレビューです
2023.11.01
◆「イノベーション四季報」のご感想
時代の「先読み力」を鍛えてそれを実行するとともに、オープンなコミュニティを形成できた要因の一つに知財戦略の大胆な転換があったことが興味深いです。
このような戦略転換は「目的」を持って行わないと成功しないところ、全社レベルで「目的」を共有できていることに驚きました。
AIの普及による脱炭素の予見など、「先読み力」について興味がある方にお勧めの一冊です。
2023.10.25
◆「イノベーション四季報」のご感想
一番の驚きは、
マイクロソフトの次の一手を丸裸にするような本書を読んで次世代
本書を多くの人に勧めていきたいと思います。
2023.08.25
◆「イノベーション四季報」のご感想
他社（Meta、Netflix）との具体的な提携事例が示されており、マイクロソフトが近年行ってきたオープンイノベーションのための特許戦略がより理解できました。
また、マイクロソフトは日本ではITの文脈で語られることが多い企業ではありますが、本書にあるように「脱炭素化」にとても注目している企業です。マイクロソフトの脱炭素戦略について、短いながらも良くまとまっており、脱炭素技術への事業投資に興味を持っている企業には一読をお勧めします。
執筆:畑田康司 監修:楠浦崇央
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