電動式オーバードライブを搭載した新型「メルセデス・ベンツCLA」に初試乗　2速トランスミッションのメリットとは？

新型メルセデス・ベンツCLAに電動式オーバードライブを搭載：なぜCLAに2速トランスミッションが採用されたのか？これは現在、BEVの一部モデルにしか採用されていない。BEVのギアチェンジのメリットとは？

電気自動車（BEV）は多段変速機を必要としない。このコンポーネントを省略することで、軽量化、コスト削減、摩耗の低減を実現できるからだ。しかし、新型「メルセデスCLA」は自動2速トランスミッションを採用している。なぜか？

2速駆動システムはこれまで稀な存在だった：ほとんどの新型電気自動車は1速減速ギアを採用している。これは、電動モーターは10,000回転以上という高回転にも耐えることができるため、ほとんどの場合で十分なのだ。一方、内燃エンジンは、この点で物理的な限界がある。さらに、電動モーターは、その構造上、発進時から高いトルクを発揮するため、加速のための「シフトダウン」は必要ない。

スプリンターとマラソンランナーを併せ持つ

新しい「CLA」でメルセデスが目指すのは、最高レベルの加速と最大効率の組み合わせだ。メーカーはこれを「スプリンターとマラソンランナーを兼ね備えた」と表現している。新しいエンジンとトランスミッションのユニット（メルセデスでは「Electric Drive Unit（EDU）」と呼ぶ）は、2022年に発表された実験車両「Vision EQXX」に由来している。

「ビジョンEQXX」では、1速がロックされ、2速のみを使用することで最大効率を実現した。これは成功と言えるだろう：EQXXは試験走行で100kmあたり7.4～8.7kWhの消費量を記録した。「しかし、量産車にはもう少しダイナミズムが必要でした」と、メルセデス広報担当のレネ オルマ氏は我々に語った。

1速ギアは後付けで追加された

量産型「CLA」では、2速ギアは高速走行時の電力消費を抑え、航続距離を延長する役割を担っているため、俊敏性を実現するための1速ギアが後付けされた形だ。駆動系の効率は93％と、非常に高い数値を実現している。

2段目のシフトは、主に高速道路での長距離走行用に設計されている。これは、1950年代に世界中で高速道路網が拡大し、最高速度と持続速度が向上した際に、内燃機関車に初めて採用された「オーバードライブ」に相当するものだ。

高速道路走行時は2速

「CLA」の1速ギアは、発進時に最適なダイナミクスで可能な限り高い加速を実現するため、11:1という比較的遅いギア比を採用している。その性能データは、「CLA 250+」が静止状態から100km/hまで6.7秒というスポーティな加速を実現していることからも明らかだ。さらに、妨げのない動力伝達により、最大1.8トンの牽引荷重に対応可能だ。

一次減速比はドッグクラッチを介してモーターと直接接続されているのに対し、二速ギアはモーターとトランスミッションハウジング内で多板クラッチによって接続される。電動オーバードライブは60〜110km/hの間で作動し、このシフトチェンジはほとんど気付かない程度だと、AUTO BILDのテスター、ヨナス・ウーリッヒは初試乗レポートで述べている。感じられたのは、せいぜいわずかな駆動力の途切れだけだったという。メルセデスによれば、このシフト動作は0.2秒未満で完了するとのことだ。

2速ギアの5:1のギア比により、高速道路走行時における入力トルクと出力トルクの比率は半分以下に削減される。これにより、車両重量2.5トンでメーカー公表値の平均燃費12.2kWhという非常に低い数値が実現可能となっている。

シフトアップとシフトダウンのタイミングは、電気自動車の中央制御コンピュータ CDCC（Central Drive Control Computer）が担当する。ソフトウェア側では、いわゆる「オンラインオプティマイザー」がこれを担当する。シフトタイミングの選択には、速度や加速・減速の程度だけでなく、バッテリーの残量（SoC）や選択された走行プログラムも影響する。

2速モデルも計画中

このモーターはメルセデスが独自に開発したものだ。メーカーによれば、従来使用されていたユニットに比べて出力密度が約50％向上しているという。「駆動ユニット全体の重量は109キログラムです」とレネ オルマ氏は説明する。

このアセンブリはスケーラブルだ。つまり、現在の200kWの出力を超えるものや下回るものも製造可能だ。オルマ氏：「他の車両にも採用されるでしょう」。メルセデスのEVモデルに2速トランスミッションが標準装備となる見込みだ。

2段変速機を搭載した他のメーカー

2段変速機は、2019年に発売された「ポルシェ タイカン」とその姉妹車である「アウディe-tron GT」にも搭載されている。メルセデスと同様、2速トランスミッションは2つの要件を両立させているが、「CLA」よりもさらにスポーツ性能を重視している。1速は極めて直接的なギア比を採用し、「タイカン ターボS」では極限の加速を実現している：0から100km/hまで2.8秒で到達する。

2速ギアにより、「ポルシェ タイカン」や「アウディe-tron GT」は、最小限の電力消費と比較的良好なエネルギー効率で最大260km/hの速度を実現している。このコンセプトは実際に機能していて、メーカーによれば、「タイカン」は高速道路走行時、100kmあたり平均18.6kWhの消費量を実現しているという。

パワフルな電動SUV、「ロータス エレトレ」の特に強力な「R」バージョン（最大918 馬力）にも2速トランスミッションが採用されている。さらに、米国の自動車メーカー、ルシッドは2024年末に2速トランスミッションの特許を出願した。ルシッドは、この設計により、「ルシッド エア」の既に低い平均燃費（約15kWh/100km）を約10kWh/100kmにまで削減する計画だ。

Text: Roland Wildberg
Photo: Mercedes-Benz AG – Communicati