新EV用モータの開発概要DEVELOPMENT OUTLINE OF K＆E POWER MOTOR FOR EV

Disclosure Document公開用資料

株式会社 アイエムアイ

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【序 文】

その目的は、回生時にモータのステータコイル側を回転させて車体側の運動エネルギーを蓄積し、再発進時に回転運動エネルギーとしてバッテリーからの電動出力と合成して出力することで、高出力及び高効率(低電費)を得ることである。

EV・PHV用の駆動モータとして全く新しい構造を持ちKERS(運動エネルギー回生システム)も搭載した新型モータ(K＆Eパワーモータと呼称する)である。

新開発モータ

開発の目的

【K＆E パワーモータ作動イメージ】

1つのモータのロータ部とステータ部が同方向回転する世界初の画期的構造。云わばWロータモータまたは回転ステータモータとも呼べるモータである。

運動エネルギー蓄積

機能

高効率回生

機能

逆起電力

リアクタンス

減少機能

２.回生(減速→停止)時

ステータ回転

１.通常走行時

ロータ回転

３.再発進時

ロータ＆ステータ同時回転

①＜完全停車時＞ ②＜発進時＞ ③＜制動回生時＞

④＜停車アイドリング時＞ ⑤＜再発進時＞ ⑥＜定速走行時＞

【K＆E パワーモータ作動状態】

◎車体側の運動エネルギーを電気エネルギーに変換せず、ステータをフライホイールとして回転運動エネルギーのまま蓄積して回生を行うことで、以下の効果を生む。

1）現在EV・HEV用の主流であるIPMモータやインダクションモータと比較して、①EV走行航続距離が既存バッテリー容量のままで2～2.5倍になる。②またはEVモータの出力が2倍になる。③モータの構造が堅牢ながら軽量・コンパクトで製造コストが安価である。

2）ステータがロータと同一方向に同時回転する動作領域では、誘導逆起電力または誘導性リアクタンスを低減させて、弱め界磁制御を用いること無くこの動作領域における損失を抑制することで電動効率が向上する。

3）バッテリー充放電回数の削減により、バッテリー寿命の大幅改善が可能である。

4）運動エネルギーを電気変換せず回転エネルギーとして回生をおこなうため、エネルギーの変換ロスを低減でき,電気回生用の複雑なシステムを削減できる。

【K＆E パワーモータの特徴】

《令和元年5月PCT国際特許出願済》

【K＆E パワーモータ比較表】

・高性能

トヨタ、日産、ホンダ

・ネオジム磁石使用問題・高コスト

現在の主力モータ型式テスラデュアルモータタイプはリア（メイン）　AC誘導モータフロント　　DCブラシレスモータ

同期モータ

埋込み磁石型モータ(IPM)

使用

〇

インバータ

高

重

高

モータ

水冷式(一部空冷式)

約30％

無

空冷式も可能（未実証）

90%

有

無

重

低

モータ

水冷式

約30％

・比較的低コスト

(モデル3はDCブラシレスモータ)

高（未実証）

軽

低

モータ＋蓄積エネルギー合成出力

新開発モータ

K＆E Power Motor

未使用(使用も可)

◎

インバータ

・回転方向固定のためバックギア が必要

回生効率

制御

耐久性

モータ重量

コスト

出力

車載時冷却方式

エネルギー総合再利用効率

エネルギー蓄積機能

特徴（欠点）

使用実績

特記事項

項目

ネオジム磁石

交流モータ

当社推奨は誘導モータ型式IPMモータ型式でも製作可

〇

インバータ

高

インダクション(誘導)モータ

未使用

無

・低速域での効率が低い

テスラ

・回転子側の2次損失がある・構造が堅牢

・車載実証されていない

【試作4号機 三相交流誘導モータ】

●三菱電機製 22Kw 改造

【エネルギー出力比・回収効率】

理論車体運動エネルギー回収効率・時間曲線図理論 N-T 線図