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ハイブリッド車の「モーター」

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ハイブリッド車の「モーター」

ハイブリッド車の「モーター」

電気自動車や、エンジンとモーターによるハイブリッド車、燃料電池車など、モーターの駆動によって走行する自動車は、燃費や走行性能はモーターの性能が大きく影響し、実用化における重要なカギを握っている。

また、モーターは発電機を兼ね、回生ブレーキを構成する。回生ブレーキとは、駆動力として用いられるモーターを発電機として利用し、運動エネルギーを電気エネルギーに変えて蓄積する方法の一つだ。

モーターに求められる性能は、小型で高出力であること。低速域では短時間で最大トルクを発生すること。中~高速域では最大出力で広範囲の可変速運転が可能であること。無~軽負荷時においても低損失であること。出力あたりのコストが安価であることなどが挙げられる。

駆動モーターの種類にも、試作や研究中のものを含めていくつか存在するが、もっとも普及しているのは永久磁石型同期モーター(PM)である。交流モーターの一種で、上記の要件を総合的に満たしており、実用化されている電気自動車や、トヨタのハイブリッドカーなどが、概ね永久磁石型同期モーターを採用している。

ホンダでは構造のシンプルな直流DCブラシレスモーター(無整流子モーター)を採用している。 永久磁石は、騒音や電気的ノイズが発生せず、モーター本体のメンテナンスも不要である点が強みだ。同モーターでは、回転速度は電源周波数に比例するが、これにインバーターを用いて、直流電源を交流に変換するとともに、電源周波数を変化させて回転数を制御し、加速力を調整する。

システムにおけるモーターの使われ方を見ると、トヨタでは、発電用と駆動用の2個のモーターを用いており、遊星ギアを用いた動力分割機構により、エンジンを停止してモーターだけで走らせることができるのが特徴。ホンダ方式はシンプルで、1個のモーターが必要なときに動力のアシストをするとともに、発電機を兼ねる。

スマート等のマイルドハイブリッド車では、再始動用のスターターが発電機を兼ねているものもある。 また、GM、メルセデス、BMWが共同で開発中の「2モード・ハイブリッドシステム」では、低速用と高速用の2個のモーターを用いていることで高効率化を図っている。

これらモーター駆動によって走行する自動車は、もはや特殊なものではなく、小型車からSUV、バス、トラックなど、全車種に展開され始めている。

中~大型車では100kW級、燃料電池車では100~200kWレベルの出力を持つモーターが用いられることが予想され、さらなる小型化、高出力化が進められている。

さらに、インホイール式などの新たなモーター搭載方法も考案されている。現状では、バネ下重量の増加や、容量の小さなモーターしか搭載できないことなど、克服すべき問題も多々あるが、そう遠くないうちに実用化されていくと思われる。

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