ヘッドスプリング株式会社

新興国は経済成長や貧困解消に焦点を当てて工業化や都市化を推進しているため、エネルギー需要が急速に増大している。一方、環境問題への取り組みに割く予算や人的リソースは限られており、多くの場合、急速な経済発展に連動して温室効果ガス排出量が急増しやすい状況にある。地球温暖化は世界中のあらゆる国にとって深刻な問題であるが、新興国にとっては特に重要な課題となっている。更に、新興国においては、環境基準が十分に整備されていなかったり技術や施設の整備が不十分であったりするために環境汚染が深刻化しているケースが多く、エネルギーの効率的な利用ができていないことも問題となっている。
これらの課題に対処するために新興国が取り組むべきことは、具体的には、再生可能エネルギーの導入や、エネルギーの効率的な利用、温室効果ガス排出削減技術の導入などであり、先進国が協力して技術移転を行うことで、環境に配慮した経済成長が可能となる。

ヘッドスプリングは地球温暖化やエネルギー問題を解決する新エネルギー製品、そして、その新エネルギー製品を利用して新興国における地産地消のエネルギーソリューション（持続可能な循環型社会）の創造に貢献していくために設立されたパワーエレクトロニクスのエンジニアリング会社である。同社のミッションは「地球上のすべての人が電力の恩恵を受けられる社会を実現する」ことであり、このミッションに従って、「①パワーエレクトロニクス製品の開発・製造・販売事業」、「②新興国向け事業」、「③次世代インフラの構築事業」を展開している。

パワーエレクトロニクスとは、電力用半導体素子を用いた電力変換に関する技術を扱う分野の総称であり、この技術は交流から直流に変換する整流器や、逆に直流を交流に変換するインバータなどに活用されている。そして、これらの電力変換装置は発送電や電源装置、鉄道、自動車、家電など広範な分野で利用されている。（パワーエレクトロニクス機器や蓄電システムの世界市場規模は、2030年には20兆円となると予測されている（出所 ： 2014年 内閣府 戦略市場創造プラン））

ヘッドスプリングの星野社長は、電力変換器の開発スタンスについて次のように語っている。
「電力変換器の開発は、いかにノイズを抑えながら変換効率を高め、そして変換器そのもののサイズを小さくすることができるかということに尽きます。既存半導体を搭載した電力変換器が多い中、当社は2014年の創業以来、SiC、GaNといった次世代パワー半導体を搭載することにこだわり、300件以上の次世代パワー半導体を搭載した開発受託を行ってきました。その開発過程においては様々な課題が出てくるので容易いことではありませんが、変換効率は格段に良くなりますし、変換器の小型化も推進できます。一貫して次世代パワー半導体（SiC, GaN）を使ったパワーエレクトロニクス製品を開発してきたことが当社の強みです」
　ヘッドスプリングの強みは、次世代パワー半導体（SiC, GaN）を利用した開発プロジェクトが300件を超え、その搭載技術に多くのノウハウを持っているところであり、スタートアップとしては珍しい開発型製造業である。

【インドにおける事業】
インドにおける車載Tier1メーカであるAnand Group は、ニューデリーで開催された Auto Show 2023 にて、EVに特化した会社 Anevolveを設立して、100 億インドルピー (1 億 2,252 万米ドル) を投資すると発表した。同時に、コアとなるパワーエレクトロニクス技術の供与をヘッドスプリングから受けるべく合弁会社を設立すると発表した。
　2023年5月、ヘッドスプリングとAnand Groupは本合弁会社（Enevolve Headspring Pvt Ltd.）を設立し、ヘッドスプリングの持つ次世代パワー半導体（SiC、GaN）を活用した高効率化・小型化技術を活用して、今後最大マーケットとなるインドのEVマーケットのためのインバータ、DCDCコンバータ、充電器などの製品化を行う。

SIAM（インド自動車工業会）によると、インドの2022年（1月~12月）の国内新車販売台数（乗用車・商用車合計）は、約473万台に達し、同期間における日本の約420万台を上回り、中国・米国に次ぐ世界第3位の自動車市場に躍り出た。インドのEV化はまだ始まったばかりであり、今後急拡大することが想定されている。一方、インド市場の電力変換器の殆どは海外からの輸入に頼っていたので、本合弁企業は一早くパワーエレクトロニクス製品のローカライゼーションを実施することになり、その動向が大いに注目されている。

【次世代インフラ（電力融通システム）の構築事業】
世界的な脱炭素化の流れの中で、EV（電気自動車）化と共に、EV充電施設や再生可能エネルギー発電（太陽光発電・風力発電）の普及が加速している。EV普及のためには、そのインフラとなるEV充電施設も同時に広げていくことが必要であるが、EVは電力消費が非常に大きいため、EVが急速に普及した場合には、既存の電力インフラのみでは急増する消費電力に対応できない可能性が高い。解決手段として考えられるのは、太陽光発電に代表される再生可能エネルギーの活用と、蓄電池を用いた電力の一時貯蔵である。EV充電施設に太陽光発電と蓄電池を併設して適切に制御すれば、電力系統からの受電量を大きく増加させずにEV充電器を運用することが可能となるが、このためには各種設備を高速に連携運転するための仕組みが必要である。
　
　このような課題に対処する方法として、ヘッドスプリングは「電力融通システム（HS-Power Sharing System）」を開発した。本システムは、同社のパワーエレクトロニクス製品開発の練磨の中から誕生したものであり、数十ミリ秒単位の高速制御で電力融通を可能にしているところが大きな特徴であり、他のシステムと異なり、EV充電器を含む実際の電力負荷の状況に応じてリアルタイムに蓄電池や太陽光発電の運用を調整することが可能である。また、メーカ・ブランドを問わずに複数の太陽光発電機器、蓄電機器、EV充電器などを統合制御することができるため、段階的な機器の増設にも適している。

ヘッドスプリングでは再生可能エネルギーやEV充電器が普及するためには、導入費用が安価であることが重要であると考えている。この考え方をベースに、本電力融通システムを用いて、安価なコンセント型EV充電器を多数台統合制御するソリューションを開発した。昨今ではEV普及のために駐車場へのEV充電器の設置が求められているが、設置コストが障壁となり設置数がまだ少ない状況の中で、本方式は駐車場全区画へのEV充電器設置が可能な方法として注目されている。

2023年4月には、本電力融通システムと、株式会社ネットワーク・コーポレーションのモジュール型ビル管理システム「iNBIS」、株式会社地層科学研究所の超小型地震計を用いた地震と建物のモニタリンサービス「Geo-Seismo（ジオ・サイスモ）」とを連携した「分散型スマートビルディングシステム」が、災害発生時にも一定の機能を維持することが可能なレジリエンス性の非常に高いシステムとなっていることが評価され「ジャパン・レジリエンス・アワード2023」の優秀賞を受賞した。
プレート境界に位置する我が国は、地震の発生頻度は高く、津波も脅威である。また、気候変動に起因する風水害も懸念される。一方、現在の日本は大都市に人口が集中しており、災害によって発生した一つの不具合が大多数の人々に影響する可能性が高い。高い技術力を持つ企業同士が連携することは、防災・減災を進める上では欠かせない。
今後も、ヘッドスプリングはビル内の各種電気設備の最適運用化による省エネルギー化やEV充電インフラの拡充要請に対応しながら、レジリエンス性（強靭性）が高い次世代インフラの構築を進めていく。

（「ジャパン・レジリエンス・アワード（強靱化大賞）」とは、一般社団法人レジリエンスジャパン推進協議会（所在地：東京都千代田区、会長：広瀬道明）により、次世代に向けたレジリエンス社会を構築するために全国各地で展開されている“強靱化（レジリエンス）”に関する先進的な活動を発掘・評価し、表彰する制度。）

最後に、星野社長は、「パワーエレクトロニクス機器の製品化は大企業を中心としたおわ垂直統合型の産業構造が主流となっている。しかしながら、垂直統合型の開発スタイルでは今後需要が高まる再生可能エネルギー応用機器、EV、EV充電器などの開発を効率よく行うことが困難であり、今後は水平分業化が徐々に進むものと思われる。パワーエレクトロニクスの開発をさらに推進するためにも、さまざまな企業と連携することでパワーエレクトロニクスの水平分業を実現していき、ひいては、地球上のすべての人が電力の恩恵を受けられる社会を実現する。」と強調する。ヘッドスプリングの挑戦はこれからも続く。