電気自動車のトルク特性

質問

まだ電気自動車やハイブリッドカーが珍しかった頃、学生時代の級友が誇らしげに乗車体験を語ってくれたんですが、トルクが低速から出てくるというモーター独特の特性を実体験できたと熱心に説明してくれました。

最近たまたま本を読んでいたら、それはDCモーターの出力特性で、ACモーターはちょっと違うようでした。

そこで聞きたいのですが、自動車に搭載されている動力モーターはDCですか？ACですか？彼の言った説明は本当に理にかなっていたのでしょうか？

回答No.4

foomufoomu · ベストアンサー

いまは、DCモーター、ACモーターという区別は難しいです。
くまどりモーターのように、あきらかにACでないと動かないモーターは簡単なのですが、
電気自動車に使われている「ブラシレスDCモーター」というのは、かってのブラシ付DCモーターからブラシを除いて、それだけでは回転しなくなるので、ブラシのかわりをする電子回路をつけています。
が、この電子回路の出力はACなので、ACモーターとも、DCモーターともいえるものになってしまいます。
これまでの回答に、AC,DCの両方があるのは、そういう理由です。

お礼

ありがとうございます。

モーターについて少し詳しく解説された入門書でも読んでみようと思います。非常に興味深く感じています。

単純なAC,DCでは割り切れないですか。モーターという基本原理は引き継がれていても、仕組みはそこまで複雑になっているとは・・・。驚きです。

回答No.5

moto21

＞最近たまたま本を読んでいたら、それはDCモーターの出力特性で、ACモーターはちょっと違うようでした。

読まれた本で書いてあることはＡＣモータの想定が誘導電動機と呼ばれる物の特性でそう言う意味ならＤＣモータの特性である低速トルクがあるというのは間違いないと思います。

＞自動車に搭載されている動力モーターはDCですか？ACですか？彼の言った説明は本当に理にかなっていたのでしょうか？

これは用語の定義とかの問題もありＡＣ　ＤＣという質問者さんが本で見た特性の分類では答えにくい気がします。これはＮｏ．４の方と同じ意見です。

ＤＣモータという時に古くは単純な直流電源（ＤＣ）やバッテリーで動くブラシ付のモータ想定していました。今はそのブラシを無くしそれを半導体にしたブラシレスＤＣモータも出てきています。

ＡＣモータと言う時に古くは商用電源の５０Ｈｚ６０Ｈｚ（ＡＣ）で回すモータで誘導電動機と同期電動機と言うのを想定していました。今はインバータが出てきて商用電源の縛りから開放され（一旦直流にして任意の周波数と電圧の交流電源にしています）モータを動かすことが可能になりました。

電源の分類である程度の構造などが決まるので古くはＡＣとかＤＣモータという言い方が一般的にあったと思います。

今回のハイブリットや電気自動車の場合Ｎｏ．１の方がご指摘の様にトヨタは永久磁石式同期型モーターとありました。
ホンダのインサイトを見てみると
http://www.honda.co.jp/INSIGHT/webcatalog/driving/exclusive/
【モーター】薄型DCブラシレスモーター
とありました。
しかし同じインサイトでもスペックのページをみると
http://www.honda.co.jp/INSIGHT/webcatalog/spec/
交流同期電動機（薄型ＤＣブラシレスモータ）
と記述してあります。

実は、永久磁石式同期モータとブラシレスのＤＣモータは構造や制御の基本が同じであるともいえるからです。同じ会社でも表現がぶれるぐらいですから

更に言えばブラシ付ＤＣモータも内部のコイルで見るとＤＣ電源から来た電流をブラシで切り替えて矩形波の交流にしていてコイルと対向する磁極（永久磁石など）同期するような構造になっています。つまり正弦波ではないが内部的にみると同期モータとも言えます。

ＡＣの同期モータもインバータのない時代は電源周波数でしか回らないもので電源の周波数までトルクが出ないので起動から定格回転数までは誘導電動機の構造とかを併設するとか色々な方法でもっていかなくてはいけない状況でした。インバータの出現で起動時から同期のコントロールが可能になりました。

わかりにくいことかもしれませんが、トヨタのプリウスはトヨタではセダンに分類されていますが私個人は古くからあるセダンでは違和感があります。ファミリーカーとコンパクトカーとか定義の各社によると思います。これと同じで業界とか流れで用語が決まる場合があるので

お礼

詳しいご説明ありがとうございます。

参考にさせていただきます。よく分かるようになれれば良いのですが・・・。

回答No.3

Gletscher

私はプリウスαにのっていますが、モーターは交流同期電動機（永久磁石式同期型モーター）です。
エンジンは1800ccで、トルクが142N・m
モーターのトルクは207N・m　ですから、モーターの方がトルクが強いですね。
ところが、出力はエンジンが73kWで、モーターが60kWですから、力はエンジンの方が強いことになります。
大きなトルクが必要な始動はモーターで、走行はモーター＋エンジン、またはエンジンだけというのは理想的だと思います。

また、ACモーターでも誘導電動機では加速力が悪くなるし、回生エネルギーを得られないので同期電動機を使っています。そのために減速時や下り坂では発電機として働いてバッテリーの充電を行えます。

お礼

詳しいご説明、ありがとうございます。

モーターも単調な構造という訳ではないのですね。なるほど。

回答No.2

x530

ＤＣモーターです。

近年の省エネ電気自動車のモーター制御は、インバーターチョッパ制御です。
モーターへ流す電流を極めて短い時間（１秒間に数千回）でＯＮ／ＯＦＦを繰り返す制御方式です。
単位時間中のＯＮの時間がＯＦＦの時間よりも比率的に多くなれば、ハイパワー。
ＯＦＦの時間がＯＮの時間よりも比率的に多くなれば、ローパワー出力になります。
ＤＣモーターは通電開始時にもっともパワーが得られるトルク特性があります。
このため、短い時間でＯＮ／ＯＦＦを繰り返す制御方式は、電流を流しっぱなしの制御方式よりも省エネになります。

チョッパ方式は鉄道で最初に実用化された、枯れた（安全な）技術です。
http://www.wdic.org/w/RAIL/%E3%83%81%E3%83%A7%E3%83%83%E3%83%91%E5%88%B6%E5%BE%A1

お礼

DCでしたか。昔、タミヤのラジコンでも似たような制御があった気がします。セメント抵抗で電流を変化させる既存の仕組みは安価でしたが、バッテリーの減りは早かったです。

ホンダのインサイトはこれなんですね。

回答No.1

佐藤 志緒（@g4330）

トヨタは永久磁石型同期モーター、ACモーターです
ホンダは、直流DCブラシレスモーターを採用
GM、メルセデス、BMWが共同で低速用と高速用の2個のモーターを使うシステムを開発中

お礼

なるほど。参考になりました。