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PHEV ブログ

アウトランダーPHEV(2013年新発売時 初号機)乗りのブログです

アウトランダーPHEVの基幹部品、インバーターとは?

アウトランダーPHEVの駆動用モーターが、
明電舎のACモーターで、永久磁石式同期モーターだとわかると、
今度はそれを制御するインバーターというものについて
知りたくなります。➡︎◻︎アウトランダーPHEVのモーターの種類

まずは、インバーターとは何か?
明電舎のモーターに続いて子供向けのページを載せています。
明電舎 インバーターとは
これを見ると、インバーターが電池とモーターの間で、
周波数や電流を調整して、
早く、遅くを指示(制御)しているのがわかります。
また、逆に機械エネルギーを電気エネルギーに
変換したものを直流に変えて電池に貯める役目も担います。

再び以下に、他の方の非常に素晴らしい解説を転載させて頂きます。




■インバーターの役割と重要性
さて、ACモーターを搭載するにあたってモーターと強いつながりを持つインバーターと
よばれる部品が必要不可欠です。
インバーターは、
バッテリーからの直流電流を交流電流に変換する部品
として認知されています。
しかし電気自動車に搭載されるインバーターは、それだけの役割に留まりません。
単に直流から交流へ変換するだけでなく、
変換する際に周波数や電流量を調整するのです。
車載コンピューターに入力された情報を基に0~10,000 r.p.m.
(=回転などの周期的現象が1分間に繰り返される回数を示す単位)という広い範囲にわたって
駆動するモーターに適切な電流を流し、モーターの回転数を制御します。

また、回転数を制御するということは、インバーターは
モーターを壊さないための安全装置
としての役割をも持っていると言えます。
インバーターは、ガソリン車を制御する上で中核となる
スロットルやキャブレターのような機能を
一つに集約した部品
として、電気自動車においてその重要性は高く、
各自動車メーカーがその確保に注力しているのです。
国内の重電メーカーはモーターとインバーターをセットで提案しているケースが多く、
これから普及期にかけてモーターとインバーターが一体となった製品が投入されてくることが予想されます。

インバーターの供給先として、三菱自動車は明電舎から、
トヨタ自動車はデンソー、豊田自動織機、アイシン・エイ・ダブリュから、
本田技研工業は東芝や三菱電機などから調達を行っています。
また、東芝は独フォルクスワーゲンに、アイシン・エイ・ダブリュは米フォードにも供給しており、
国内インバーターメーカーへの需要は国内に留まりません。
モーターの構造はエンジンに比べ簡単ではありますが、制御に関してはそんなに簡単なものではありません。
安定した走行を実現するために性能の良いインバーターが不可欠なのは、言うまでもないでしょう。


明電舎 インバーター
成る程、凄いですね〜。
ガソリン車との違いをこのインバーターという装置で実感します。
機械制御ではなくて、電気制御なのがよくわかります。
明電舎さん関連のインバーターの写真には、実際に開発中の
モーター、インバーター一体型のものの写真も載っておりました。


最後にモーター、インバーターの冷却についてもその後興味深い記載がありましたので、
下記に転載させて頂きました。


■モーターの冷却システム
モーターは制御なしに大きな負荷をかけると、発熱して壊れてしまう原因となります。
ガソリン車のエンジンでも、大きな負荷をかけ続けると段々温度が上がっていき
オーバーヒートになりますが、モーターの場合は発進や登坂などの短時間の負荷でも
すぐに温度が上がってしまうのです。
回転させるために必要な永久磁石には限界の温度があり、一度その温度を超えてしまうと
構造が崩壊し、磁石としての機能を失ってしまいます。
例えばネオジム磁石の場合は、100℃~150℃あたりが限界なのです。
そのため冷却方法がとても重要になってきます。

モーターの冷却は空冷または油冷や水冷で行われます。
インバーターはモーターと共通で水冷のシステムが使われることが多いです。
液体や気体の熱を放熱する装置であるラジエーターから放出された水で
インバーター、モーターを冷却するというものです。
インバーターは80℃以下の温度でないと安全ではないため、
このような順に水冷を行なっています。
多くの自動車メーカーは水冷式を採用しており、制御は余裕を見て100℃前後で行っています。
またモーター、インバーター、電池それぞれの最適温度が違うため、
独自の個別冷却装置の搭載と監視装置が役割を果たすようになっていくと私は考えています。


➡元記事

モーターとインバーターが熱に弱いのがよくわかりました。
ガソリン車がオーバーヒートしないのと同様にEVの
冷却が重要なのが理解できました。
そのような安全、耐久を過酷な試験を乗り越えて発売されたのが
アウトランダーPHEVなんですね。
インバーターがモーター毎に制御しているのが
納得できました。
アウトランダーPHEV インバーター
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