ホンダはどのようにしてモーターをより小さく、より安くしたのですか？

モーターの小型化は現在多くの自動車企業に直面しています。本日、第2シリーズの「自動車電気駆動システムの薄型短」加速シリーズをお届けし、テクノロジーを紹介します。ホンダは、より小型で低コストを実現する方法です。駆動モーター。

「ホンダは電化のための大きな武器を持っています」とホンダ研究所の四輪研究開発センターの第4研究開発室の第2モジュールの主任研究員であるベツカマサアキは言います。ここでの大きな武器は、2016年以降にホンダハイブリッド（HEV）で使用されたまったく新しい構造駆動モーターです。従来の駆動モーターと比較して、モーターは同じ出力を維持しながらサイズが約23％小さく、軽量で23％軽量です。トルク（図b-1）。そのため、インバータや減速機を含むi-mmd駆動システムの小型化が可能です。現在のアコードHEVで使用されている2モーター駆動システム（モーターとモーター）は、従来のモーターと比較して、高さが9.2％、幅が9.7％削減されています。

本田技術研究院は、従来のモーターに比べて小型軽量化された駆動モーターの新構造を開発しました（a、b）。その結果、より広い分野で高効率ドライブ（c）が実現されました。モーターの小型化により、ホンダのドライブシステムであるi-mmdの小型化が容易になり、幅が9.7％、高さが9.2％削減されました（d）。 （図（c）および（d）はホンダ工業技術研究所のデータに基づく）

ドライブシステムが小さいため、より多くのモデルに水平に簡単に展開できます（ベツカ氏は指摘します）。対照的に、従来のモーターの駆動システムサイズを採用し、水平に展開できるセダン車の場合、主に2〜3種類の車を使用します。

ホンダは、新型構造モーターを標準装備し、各モデルの要件に応じて、さまざまなHEVモデルに適用できるようにいくつかの変更を加えます。ほぼ同じ構造のモーターを大量生産することで、部品の調達コストや製造コストを削減できます。

コイルの堆積速度を上げる

モーターを小型化するために、ホンダは固定子を小さくするために巻線の割合（空間内の銅の割合）を増やしました。大きな角線をコイルとして使用することにより、被覆率は60％に達しました（図b-2）。薄い円形のコイルを使用する従来のモーターでは、その割合は通常わずか48％です。

固定子を小型化するために、コイルは大きな断面積を持つ正方形の導体（a）を使用します。従来の丸コイルと比較して、角線はカバレッジを48％から60％に増やします。ただし、導体（銅）の「過電流損失」は、四角線が丸線に比べて太くなるにつれて増加します。過電流損失は通常、固定子のスロット幅を増やすか、各コイルの厚さを減らすことによって減少します（b）。 （図：ホンダ工科大学のデータに基づく）

過電流損失は、それぞれ磁束密度と導体の厚さの2乗に比例します。ホンダは、磁束の密度を減らし、導体（コイル）を薄くすることにより、過電流損失を減らします。磁束密度の低減は、主にスロット幅を拡大することで実現されますが、スロット幅を大きくするとトルクが低下します。そのため、ホンダは315Nmのトルクを達成し、スロット幅を4.4mmに調整することを目指しています。導体を細くするために、ホンダはコイルを並べて分割し、単一のコイルを流れる電流を減らします。具体的には、コイルを2つの並列コイルに分割し、それぞれ150Aの電流を流し、巻数を8にします。300Aを流した場合と比較して、導体を細くし、損失を約60％削減できます。 4ターンの円。

コイルの端を短くします

小型化を実現するために、ホンダは固定子から突き出ているコイル（「コイルエンド」）も短くしました（図b-3）。ホンダの技術者は、コイルの端が「モーターの動作に寄与しなかった」と述べた。

ネオテクトニックモーターでは、旧構造のコイル端に比べて、固定子から突き出たコイル部分（「コイル端」）が短くなり、小型化を実現しています（a）。コイル端を短くするために、新しい巻線方式（b）を採用しています。

従来のモーターの方法は、丸いコイルを事前に巻いてから固定子コアの半径に通すため、コイルのリード線の端が非常に長くなります。コイル端を短くするために、新しい巻線構造方式を採用しています。まず、長方形のコイルをU字型に成形して、「平行分割コイル」を形成します。次に、固定子コアの軸方向に分割コイルを挿入します。その後、挿入側と反対側のコイルの突出端を溶接してコイルを形成します。

従来の方法では、事前に巻かれた丸線コイルは、固定子コアの半径から挿入されます。コイルがクランプされるのを防ぐために、巻線の直径は比較的大きく、コイルの端も長くなります。同時に、固定子コアを挿入した後、コイルがほどけないようにロープで結ぶ、コイルの端を平らにするなど、多くの手動プロセスが必要になります。

新しい巻線プロセスには、新しい製造装置への投資が必要です。従来のプロセスと比較して、新しいプロセスはロープで結ぶ必要がなく、コイルの端で圧縮する必要もないため、自動化が容易です。その結果、高効率の大量生産が可能になり、コストを削減することができます。ホンダは、今後の電気自動車需要の急増を見越して、量産化に有利なプロセスを採用しています。

電磁鋼板の低コスト調達を使用して

もう1つの革新は、駆動モーターの出力の増加を検討することです。固定子は、低コストで購入しやすい電磁鋼板を使用します。一般に、固定子は、鉄の損失を減らすために、薄い磁性鋼板を何層か積み重ねて作られています。しかし、薄い電磁鋼板は製造が難しく、費用がかかります。言い換えれば、鉄損の削減とコストの削減の間にはトレードオフがあります。

上記のように、コイルによって引き起こされる損失を減らすことができます。鉄損は増加しますが、コスト削減のため、最終的には従来のモーターよりも厚い電磁鋼板を使用しています。従来の製品の厚みは0.25mmですが、ホンダは0.3mmの厚みを使用しています。バクズカ氏は、循環器の厚さが厚く、安価であるだけでなく、購入しやすいと述べました。これにより、残留物の除去、バッテリーのスクラップまたはスクラップ、金属のリサイクルが可能になります」とGoad氏は述べています。大規模なリサイクルが発生する前に、これらの廃棄物の流れをサポートするための収集ポイント。

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