2023年4月07日、Stéphane Melançon
バッテリー＆EV
電気モーターは今日の自動車産業で成功を収めています。業界の電化は、世界的な排出量を削減するための化石燃料からの脱却だと考えられています。しかし、それほど明らかではないものの、電気モーターのメーカーや消費者に影響を与えているその他の要因もあります。
以下の7つの方面で業界が変化しています。
1.より可動部の少ないシンプルな設計
数百もの可動部品を持つガソリン内燃機関とは異なり、テスラの電気モーターにはローターという1つの可動部品しかありません。
テスラ・モデルSのパンフレットより抜粋
テスラの設計は、電気モーターが内燃エンジンよりも可動部品の数がはるかに少ないことを表しています。これは電気自動車の他の部品にも当てはまります。例えば、テスラの電気駆動系の可動部品は約20個ですが、従来の駆動系の可動部品は約200個あります。
これは消費者にとって、電気モーターおよび一般的な電気自動車は機械的な摩耗が少ないため、はるかに信頼性が高いことを意味します。
不要になった部品には、オイルポンプ、燃料ポンプ、吸気システム、エアフィルター、チェーン、ピストン、オルタネータ、クラッチ、連接棒、バルブ、スプリング、圧力調整器、点火リードなどがあります。
メーカーにとって、駆動部の設計が大幅に簡略化されます。
2.より容易な温度管理
電気モーターは非常に効率がよく、熱という形で失われるエネルギーは約10%であるのに対し、燃焼エンジンでは約70%です。これにより、モーター内で発生する熱が少なくなり、モーターメーカーによる温度管理が格段に容易になります。
電気モーターは熱にさらされることが少なく、高温や熱応力に耐える必要がありません。これにより、モーターの構成に効率的な素材を使用することができます。
3.管理すべき有毒ガスがない
燃焼エンジンが燃料を燃やすと有毒ガスが発生するため、大気中に放出する前に毒性の低い汚染物質に変換する必要があります。電気モーターは有毒ガスを発生させないため、排気システムの構成部品はまったく必要ありません。これには、シリンダーヘッド、排気ライン、ターボチャージャー、触媒コンバーター、マフラーなどの部品が含まれます。
4.ホイールの瞬間トルク
トルクはホイールを回転させる力です。燃焼エンジンでは、約1,800～2,600 rpm（エンジンによって異なるスイートスポット）で最適なトルクを発生します。ガスエンジンでは、低回転と高回転で準最適なトルクを供給します。しかし電気モーターは異なり、回転数に関係なくホイールに最適なトルクを瞬時に供給することができます。
その結果、電気モーターはギアを変えて最適な状態を維持するためのトランスミッション（ギアボックスとも呼ばれる）を必要としません。電気自動車の多くは単速トランスミッションと呼ばれるもので機能しますが、中にはトランスミッションが全くないもの（テスラ・モデルSなど）もあり、ギアのような何百もの複雑な可動部品が不要になります。
5.品質保証へのプレッシャー軽減
内燃機関で使用される部品の公差は非常に厳しく、電気モーターでは同様のものは見られません。例えばピストンやシリンダーは、エンジン内部の複数の場所でマイクロメートルの公差で製造されています。これらの隙間は、適切な燃焼を実現するために非常に精密に管理される必要があります。このニーズを満たすには、製造プロセスが正確で一貫性があり、許容できる偏差が1万分の1インチ（または2.54ミクロン）の範囲内にある必要があります。
電気モーターでは、このような厳しい公差の部品を排除しています。その結果、品質保証が容易になり、手直しや不良のリスクが低くなります。
6.BOMの小型化によるサプライチェーンの簡素化
部品表（BOM）は、モーターの製造に必要なすべての素材、構成部品、および部品を構造化したリストです。これには数量、調達、コストなどの詳細が含まれます。
電気モーターの部品表のコンパクト化は、自動車産業のサプライチェーンに大きな影響を与えるでしょう。排気系、燃料系、トランスミッションなど、EVには必要のない部品を供給する業者にとってはリスクとなります。EVが主流になるにつれ、これらの自動車部品メーカーは生き残るために適応する必要が出てきます。
電気モーターメーカーにとっては、BOMのコンパクト化は利点です。次のようなさまざまなメリットがあります。
- サプライヤーとの関係を簡素化し、サプライヤーの数を減らすことでサプライチェーンの複雑さが軽減される。
- 調達や手配が必要な項目が少なくなるため、リードタイムが短縮される。
- 追跡、管理、在庫保持が必要な構成部品の数が少なくなったため、在庫管理が改善される。
- 生産の遅れを生む部品の取り寄せ注文のリスク低減。
7.安全性の向上
電気モーターは構成部品が少なく、燃焼エンジンよりもコンパクトです。これにより、衝撃を吸収して乗客を保護することができる車両の前後の領域であるクランブルゾーンを最適化する可能性が高くなります。
以下に挙げるその他の要因も安全性に寄与します。
- 車の重量が増加するほど衝撃から多くのエネルギーを吸収する
- 低重心化により横転に強い
- 電気自動車は、最新の衝突回避技術と保命技術を備えている傾向がある
- 電気自動車は火災の危険性が低い（可燃性燃料の入ったタンクを積んでいない）
当然のことながら、多くの電気自動車は衝突試験で最高の安全性評価を受け、ガソリン車よりも全体的に安全であることが示されています。
課題は？需要への対応
電気モーター製造は業界にポジティブな変化をもたらしていますが、OEMとそのサプライヤーは依然として多くの課題を克服する必要があります。その一つが、拡大する電気自動車の需要に合わせて規模を拡大できる新しいモーター生産ラインの創出です。限られた時間とリソースの中で、メーカーは正しい決定を下すプレッシャーを受けています。
レーザーが電気自動車メーカーをサポートする仕組み
レーザー技術により、ブラシレスDCモーター、永久磁石同期モーター、AC誘導モーター、内部永久磁石モーター、永久磁石スイッチドリラクタンスモーターなど、あらゆる種類のモーターで表面処理操作が効率的かつ正確であることを確保できます。
用途例：
- 固定子の銅製ヘアピン上の絶縁層剥離（ヘアピンモーター用）
- スリップリングの酸化物除去による電気接点の改善
- トレーサビリティにおけるローターラミネーションまたはかご形誘導機の識別
- ブリッジとコネクタタブのエポキシ粉体塗装の除去
- 電池タブ溶接
