超電導モータ搭載のエコな電気カー、電気自動車を試作、住友電気工業。

住友電工は世界初の超伝導モータで駆動する電気自動車を試作車を公開した。

一般的には電気自動車にしようするモータのコイルは電気抵抗を削減するために電流を小さめにして、電圧を高めにするのだがこれでは電流が小さいために大きなトルクを得にくくなるので、超伝導コイルにすることで電気抵抗がないという特徴を生かして、低電圧で大きな電流を流して大きなトルクを得ることができる。つまり、動力源となる電池が生み出す電流をロスなく利用できるのだ。
また、二酸化炭素(CO2)排出の大幅削減に寄与できる。

住友電気工業は、エコカーとしての電気自動車用のモータに高温超伝導技術を活用できることの証を広く一般にアピールするために2008年「北海道洞爺湖サミット記念、環境総合展2008」にて公開する。

超伝導とは
金属を一定温度まで冷却したときに電気抵抗がゼロになる現象のこと。この結果、エネルギーを無駄なく使用することが可能になり、空気中に無駄な熱を放出することもなくなる。
自然環境に及ぼす悪影響も低減でき、従来比で200倍以上の電気を流すことができる超伝導は、各種装置をさらに小型化、軽量化を可能にし経済性も向上する。

電気抵抗を抑制できるという特長を応用して、従来の銅線と比較して断面積当200倍の電流を流せるという。
住友電工の試算によると、エネルギー効率の向上でこれまでのハイブリッド車と比較しCO2排出量を25%程度削減できる。モータの回転力も銅線を使用した場合と比べて2倍になり、変速機も不要になるという。

今回は、クローポール形のDCモータで固定子(ステータ)に超電導コイルを使用し、回転子(ロータ)に銅線を用いた超伝導モータを搭載している。

もともと同社が参画する産学グループは、2005年に世界で初めての液体窒素冷却全超電導モータIFCSモータ)を完成させている。

当時の超伝導モータ開発の課題

1:超伝導の冷却冷媒に従来品のネオンガスやヘリウムを使用すると冷媒の熱を遮断するための構造が大型・複雑で、モータの軽量化・小型化ができない。

2:磁気に弱い超伝導を、磁気から守る仕組みを考案しないと超伝導モータが作れない。

3:従来品のように、超伝導部分をモータとして開店させると冷媒を軸経由で流入する機構が必要になり、モータのメンテナンス性・信頼性が低下するので超伝導部分が回転しないモータを作る必要がある。

これらを克服して課題を解決した結果、そのほかにも大きな特長を持つモータが誕生する。

超伝導モータの特長

1:モータが回転している事に気づかないほど静かな超静音型モータ(モータから音を発しない。)を実現でき、将来貨物トラックや宅急便の配送車に搭載すると騒音から開放されて排気ガスの排出もなくなる。

2:モータの中には非常に強力な電磁石が入っているが、その磁石からの漏れ磁束などの影響が外部にない。

3:モータ内部は極低温ですが、モータ表面は常温である。水中でも使用可能で、小型・大容量という特徴を生かして、大型船舶を高速で航行させることも可能になる。

これらの特長から、船舶用電気推進装置用モータ、鉄道用モータ、そのほか電気自動車用など車両用、風力発電装置用発電機、その他鉄鋼圧延装置、ブロア装置等大容量用途モータなど幅広い用途に期待される。

【産学グループ(五十音順)】

石川島播磨重工業(株)、住友電気工業(株)、大陽日酸(株)、ナカシマプロペラ(株)、新潟原動機(株)、 (株)日立製作所、国立大学法人福井大学 杉本英彦教授、富士電機システムズ(株)


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