スムーズで安定した走りを実現する電気自動車の制御技術【技術解説】

電気自動車には走りを制御するための「モーター制御回路」と「インバーター」が装備され、これに電気モーターが組み合わされることで駆動システムを構成しています。

駆動システムはドライバーがアクセルを踏むと即座に反応し、僅か数ミリ秒のタイムラグをおいて電気モーターに適切な電流を流します。

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モーター制御回路によりスムーズな走りを実現

駆動システムの一部となるモーター制御回路は、トラクションコントロールを行うことで駆動輪の空転を防ぎます。

例えば、ドライバーが不用意に強くアクセルを踏んだ場合、駆動輪に必要以上のトルクが配分され空転やスリップが発生する事があります。これは低速から大きなトルクを発生することのできる電気モーターにとっては大きなウィークポイントでもあります。

そこで、モーター制御回路は駆動輪が空転してしまうほどの大きなトルクの発生を未然に感知すると、トラクションコントロールを働かせ、駆動輪へのトルク配分を変化、もしくはトルクを絞ります。

この結果、電気自動車は駆動輪をスピンや空転させる事なく、安定してスムーズな走行を行うことができます。

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モーター制御回路は燃費も向上する

モーター制御回路のトラクションコントロールによる恩恵は、安定してスムーズに走れるだけではありません。

電気自動車がゴム製のタイヤを使う場合、駆動力の一部はタイヤの変形による摩擦抵抗の増加によって無駄に失われています。これは航続距離の短い電気自動車にとっては無視できない大きな問題です。

この無駄な摩擦抵抗についても、モーター制御回路を適切に使うことでタイヤの変形を最小限に抑え、燃費(電費)を向上させることができます。つまり、モーター制御回路の効率化により、航続距離の改善が期待できるという事になります。

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回生ブレーキと摩擦ブレーキの制御

電気自動車のブレーキ制御は駆動制御よりも複雑です。それは、電気自動車にはガソリン車にも搭載される「摩擦ブレーキ」と、電気自動車やハイブリッドカーに搭載される「回生ブレーキ」の二系統があり、この二系統のブレーキを高度に制御する必要があるからです。

回生ブレーキとは、電気モータージェネレーターを使って自動車の運動エネルギーや位置エネルギーを電気に変換するためのブレーキシステムです。

バッテリーの状態によりブレーキ制御も変化する

摩擦ブレーキを効かせすぎれば、回生ブレーキによる発電量が少なくなりエネルギー効率が悪くなります。また、高速走行状態から急激に減速する時には、モータージェネレーターで吸収しきれない運動エネルギーは、摩擦ブレーキを使って確実に制動しなければなりません。

これはバッテリーの充電状態にも左右されます。同じ運動エネルギーでもバッテリーが空の時はモータージェネレーターを使って制動できますが、バッテリーが満充電の場合は摩擦ブレーキで制動しなければなりません。

回生ブレーキは停止直前には効かせにくい

さらに回生ブレーキの特性として、停止寸前の状態では制動力が極端に低下するというものがあります。このため、自動車が停止寸前の状態では、摩擦ブレーキの制御を大きくして回生ブレーキの減力分を補う事が重要になります。

この制御を上手く出来ない電気自動車は、低速でギクシャクとした不安定な挙動を示すことになるからです。

このように電気自動車は、そのシステムの特性上から、ガソリン車に比べると電子制御によるコントロールがしやすいという面と、制御が複雑になるという二面性を併せ持っています。

そのため、電気自動車の開発においては、電気自動車専用のあらたな制御技術が必要になります。

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akiroo

クルマ好きの40代男性。現在病気のため療養中です。

ブログは暇つぶし&リハビリ。週2で短時間のアルバイトをしていますが、普通の人のように毎日フルタイムで働くことはできません。

ブログの内容はあくまで秋ろーの個人的見解です。実際に車や商品、サービスを購入する際は、自分で試乗や調査をして確かめることをオススメします。

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現在、古い「試乗関連」の過去記事を全面書き換え中。その分、新しい記事の投稿が少なくなります(2018年4月〜)

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