インホイールモーターシステム

インホイールモーターシステムはEV（電気自動車）の駆動システムの一種です。従来のEVの特徴であるホイールに電気モーターを直結し、ガソリンエンジンを電気モーターに置き換えたデザインです。

インホイールモーターとは何ですか？

インホイール電動モーターを搭載した車両の基本原理はシンプルです。通常、ボンネットの下にある内燃エンジンは単に必要ではありません。車両のホイールのハブに配置された少なくとも 2 つのモーターに置き換えられます。これらのホイールには、ブレーキコンポーネントだけでなく、以前はエンジンが実行していたすべての機能も含まれています。エンジン、トランスミッション、クラッチ、サスペンション、その他関連部品。

この概念は理論的には比較的単純ですが、モーターの性能機能と効率に関して多くの疑問が生じます。

近年、一部の車両開発者は、ホイールの内側にモーターを搭載するインホイールモーターシステムというパワートレイン構成に移行しているのを目にします。電気モーターがホイールに統合されると、利用可能な新しいスペースが驚くほど多くなるということを認めなければなりません。これらのいわゆるハブモーターまたはインホイールモーターには一定の利点があることは確かですが、いくつかの課題も生じます。

インホイール モーターは新しいものではありません。20 世紀初頭、フェルディナンド ポルシェの最初のハイブリッド車では、各ホイールにハブに取り付けられた電気モーターが使用されていました。これらのモーターはホイールに直接動力を供給するため、ギアボックスやドライブシャフトは必要ありません。減速ギアボックスを使用すると、速度が低下し、トルクが増大します。しかし、インホイールモーターでは減速はありません。このシステムでは、ホイール速度はモーター速度と等しいため、必要なトルクとパワーをダイレクトドライブモードで供給する必要があります。

インホイールモーターは、道路上の粉塵、塩水、その他の液体に直接さらされ、さらに振動や衝撃にさらされるため、寿命が短くなります。これが、フォードが 150 年に新型電動 f-2008 用に取り組んでいたインホイール モーターのコンセプトを廃止することを最終的に決定した主な理由の XNUMX つです。

4 つのインホイール モーターはクワッド モーター ドライブとも呼ばれます。これら 4 つのモーターは瞬時のパワーを供給し、各ホイールのトルクを個別に調整してあらゆる状況で正確に制御し、モーターの個々のレベルでパワーを制御することでトルク ベクタリングが可能になります。

トルクベクタリングとは何ですか?

基本的にトルクベクタリングは、エンジンの出力を車両の左側と右側に分配する技術です。トルクベクタリングを使用すると、車軸上のホイールの片側が他方より速くなったり遅くなったりすることがあります。

トルクベクタリングは、車両の車輪間のトルクの配分を通じてステアリング応答とハンドリングを改善することを目的としています。

インホイールモーターEVは他のクルマとどう違うの？

従来の IC エンジン車両の場合、ドライブトレイン システムは、エンジン、トランスミッション、排気装置、ドライブ シャフト、ディファレンシャルなどの従来の機械システムで構成されます。

従来のEVでは、エンジンの代わりにインバータを備えた電気モーターと、車両の後部または基部に取り付けられた一連のバッテリーが使用されます。

インホイールモーターを使用するEVの場合、パワートレインのすべての機械サブシステムが排除され、ホイールに直接接続されているためドライブシャフトを必要としないダイレクトドライブおよびウィルモーターに置き換えられます。

デザインについて

インホイール電気モーターを使用する車両の製造は、単にエンジンを取り外してホイール内の未使用スペースに電気モーターを詰め込むよりもはるかに複雑なプロセスです。このタイプの電気モーターは、ハイブリッド車両で動作し、完全なバッテリー駆動の車両、さらには燃料電池駆動の電気車両の効率を向上させるように設計されています。

インホイールモーターの発電量は、使用するモーターのメーカーやサイズによって異なります。電気モーターはホイールの内側に取​​り付けられており、トランスミッションを必要とせずに直接ホイールに動力を供給します。

EV のホイール リムの内側にモーターを取り付けるというアイデアは、機械的な伝達損失を発生させることなく、モーターのパワーの全出力をホイールで確実に利用できるという点で、正しい選択です。

これらのインホイール電気モーターは、あらゆる用途に十分なトルクを提供しますか?

トルクは、自動車の応答時間とそのパフォーマンスにおいて重要な役割を果たします。インホイール電気モーターを装備した車両では、実際のところ、ほぼ瞬時に十分なトルクが得られます。

電気モーターは大量のトルクを生成し、その力は車輪に直接伝達されるため、各車輪にセンサーを取り付けて、いつでも必要なトルクの大きさを判断できます。

インホイールモーターの効率

インホイールモーターは常に無負荷損失と部分負荷損失の影響を受けます。モーターをホイールから切り離すことができないためです。一部の企業は、ギアボックスがないためインホイールモーターの効率が高いと主張していますが、ギアボックスは常に多少の非効率をもたらしますが、通常 EV に使用される 1 速または 2 速ギアボックスは、複雑なマルチギアボックスよりもはるかに効率的です。内燃エンジンのパワートレインに見られるステージトランスミッション。

この車両効率の損失は、ギアボックスのせいで過剰に補われます。電気モーターは最も効率的な動作領域で動作することができ、その結果、使用例や運転サイクルに応じて直接駆動システムと比較して車両の航続距離が増加します。

回生制動力

インホイール モーター設計の一部には回生制動機能も備わっています。つまり、システムは制動中に自身の運動エネルギーの一部を捕捉し、バッテリーを充電するために送り返します。

トヨタ プリウスやテスラ ロードスターなどの一部のハイブリッド車には、すでにこの回生ブレーキ技術が組み込まれており、自動車の航続距離が長くなります。インホイールモーターの最大の利点の 20 つは、電力がモーターから直接ホイールに伝達され、電力の移動距離が短縮され、モーターの効率が向上するという事実です。たとえば、都市走行条件では、内燃エンジンは 90% の効率でしか動作しない場合があります。これは、そのエネルギーのほとんどがホイールに動力を供給するために使用される機械的方法によって失われるか無駄になることを意味しますが、インホイール モーターも同様です。環境は約 XNUMX% の効率で動作すると言われています。

これが電気自動車の未来なのでしょうか？

ポルシェ エンジニアリングは、電動 SUV が最も困難な状況でもスポーツ カーの能力を発揮できるようにする 4 モーター電気自動車ドライブトレイン用のトルク制御システムを開発しました。 IC エンジンと比較して電気モーターの応答性ははるかに速いため、EV トラクション コントロール システムはより迅速に応答できます。

電気自動車では、トルクは純粋に電子的に制御され、機械式クラッチよりもかなり速く動作します。ミリ秒ごとのインテリジェント ソフトウェアは、車両が常にニュートラルに動作するように力を分散しますが、ポルシェのソリューションは単なる全輪駆動ではなく、車両の各車輪を制御する個別のモーターを利用します。

複数のモーターには利点と欠点があり、モーターの数が増えるとコストと複雑さが増加しますが、ドライブシャフトの必要性がなくなり、より多くの制御が可能になります。また、モーターによりバネ下重量が増加し、ハンドリングや乗り心地に悪影響を及ぼす可能性があります。

たとえば、車輪を 90 度回転させて左右に走行したり、単に前進または後進するだけでなく、その場で回転したりすることも可能になります。これにより、車の移動方法に別の次元が追加され、狭いスペースでも簡単に移動できるようになります。

新しい rivian r1t は、各車輪に 4 つのエンジンを備え、このクワッド モーター ドライブトレインにより、rivian トラックはオンロードではスポーツ セダンのように、オフロードでは 4 by 1 で簡単に扱うことができ、これにより rXNUMXt が世界最速のトラックになったと伝えられています。

インホイールモーターのメリット

インホイールモーターは取り付けと交換が簡単で、ドライブチェーンをあまり変更せずに後輪駆動車や前輪駆動車だけでなく全輪駆動車にも電力を供給するために使用できるため、柔軟性が向上します。モーター全体のサイズがコンパクトです。ホイール内にインホイールモーターを搭載。トランスミッションデファレンシャルやドライブシャフトによる機械損失がないため高効率を実現し、電子モーター制御により静かな走行を実現します。これは、ABS、トラクション コントロール、さらにはクルーズ コントロールなどの機能をより効率的に処理できることを意味します。

インホイールモーターのデメリット

インホイールモーターが直面する主な課題は、ばね下重量の問題です。ばね下重量とは、フレーム、モーター、乗員、ボディなど、車両のサスペンションで支えられていないすべてのコンポーネントの質量です。バネ下重量にはホイール、ブレーキが含まれており、車は凹凸や穴を乗り越えて上下に移動し、道路の輪郭に追従しようとします。ハブ モーターは車両のバネ下重量の一部であるため、あらゆる穴の凹凸や高速回転の衝撃に影響を与えます。 。

また、道路の土、泥、粉塵水、道路塩にさらされるため、モーターの寿命が短くなる可能性があります。インホイールモーターは、リアアクスルに単一のモーターを取り付けるよりも高価です。

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インホイールモーターシステム もともとは チャットボットの生活 ミディアムでは、人々はこのストーリーを強調して応答することによって会話を続けています。

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• Source: https://chatbotslife.com/in-wheel-motor-system-ce373de6d1ae?source=rss—-a49517e4c30b—4