最近、メルセデス・ベンツは、純粋な電気コンセプトカー、ビジョン・ワンイレブンをリリースしました。 このコンセプトカーの最大の意義は、メルセデス・ベンツの将来の電動化の重要な部分であるアキシャル磁束モーターという新技術を世界に披露することだ。 最近、メルセデスベンツは純粋な電気コンセプトカーであるビジョンワンイレブンをリリースしました。 このコンセプトカーの最大の意義は、メルセデス・ベンツの将来の電動化の重要な部分であるアキシャル磁束モーターという新技術を世界に披露することだ。
メルセデス・ベンツが使用するアキシャル磁束モーターは、この種のモーターを専門とする英国企業YASA社製であり、メルセデス・ベンツは2021年7月に同社を買収する予定だ。
実際、1821 年にファラデーは世界初のディスク モーターを発明しました。これは実際には軸磁束モーターでしたが、材料と技術の制限がありました。 代わりに、後に発明されたラジアルフラックスモーターが広く使用されました。つまり、現在、ほとんどの電気自動車に使用されているモーターはラジアルフラックスモーターです。
今日のステージにアキシャルフラックスモーターが登場するのをオールドファは喜んでいるでしょう。
左: ラジアル磁束。 右：軸方向磁束
アキシャル、ラジアルとは磁束の方向を指します。 半径方向磁束は、モーター軸から発散する、モーター軸に垂直な方向、ディスクの直径に平行な方向、および半径方向のモーター巻線によって生成される磁束の方向です。 一方、軸方向磁束は巻線によって生成される磁束の方向を指します。 モーターの軸に平行な場合、それはアキシャルです。
YASAアキシャルフラックスモーター
アキシャルフラックスモーターの主な利点は、ローターの直径が大きく、ステーターの内側ではなくステーターに沿って回転することです。 トルクは力と半径の積に等しいため、アキシャルフラックスモーターは同じ力でより多くのトルクを達成できます。
アキシャル磁束モーターはより効率的です
同じ量の永久磁石と巻線材料の場合、アキシャル磁束モータは従来のラジアル モータよりも 30 パーセントのトルク密度の利点を提供できます。 また、YASA モーター トポロジーではステーター ヨークが不要になり、ステーターの質量が最大 80% 削減され、これにより 30% 以上の電力密度の利点と 5% の範囲の利点が得られる革新的技術です。
高性能には高コストと高難易度が伴います。 そのため、現時点ではアキシャルフラックスモータの数少ない応用分野は、体積や重量が大きくコストに左右されないレーシングカーや高性能車です。 たとえば、Mercedes-Benz が YASA を買収したとき、当初の目的は AMG モデルで使用することでした。このアプリケーションを実装します。
フェラーリ SF90
SF90には、前に2つ、後ろに1つ、合計3つのYASAモーターが装備されています。
メルセデス・ベンツに買収される前、過去 10 年間の YASA の最もよく知られた協力事例は、フェラーリのプラグイン ハイブリッド フラッグシップ SF90 です。もう 1 つは、V8 エンジンとギアボックスの間の P2 位置にあります。 エンジンとギアボックスの間にモーターを配置する P2 方式も、YASA モーターの幅広い用途に最適な方式です。
将来的には何であれ、目標はそれをより小さく、より効率的にすることです。 モーターに関して言えば、これらはまさにアキシャル磁束モーターが得意とするものです。 多くの点がまだ研究と克服の段階にありますが、アキシャル磁束モータは将来普及する新しいソリューションであるはずです。
このYASA社が高密度モーターの中核技術として「YASA」技術を選んでいるように、「YASA」技術には多くの利点があります。 「ローマは一日にして成らず。実際、YASA テクノロジーは技術進化の産物であり、その進化の道程は大きく 3 つの段階に分けられます。
従来のアキシャル界磁モータのRSR構造は、ヨークとステータを備えた全体構造であり、巻線はティースに垂直に巻かれています。 この構造の裏側には珪素鋼板の「巻き」工程がかかっています。 第2世代の製品では、ステータヨークのサイズを最小限に圧縮し、各ティースとの接続構造のみとして使用しています。 ワインディングです 歯に平らに巻きます。 この構造の発展は、SMC ステーターの接合プロセスの成熟度にかかっています。 SMC材の等方透磁率を利用することで、珪素鋼板プレス工程の制約を取り除き、最適な3Dステータ構造を設計することが可能となり、スペース利用率が大幅に向上しました。 第3世代となる「YASA」構造は、「ヨーク」を完全に排除し、モーターのトルク密度を極限まで高めました。 同様に、この構造の開発は、技術的進歩の産物である構造/プロセスの背後にあるに違いありません。このプロセスの中心的な問題は、「分割されたステータ歯を全体に統合する方法」です。 これが次に説明する重要なテクノロジーです。
SMC (Sofe 磁気複合材料) 分割ステータと全体は High Mag Technology (ShenZhen)Ltd によって生産されています。
現在、YASA が製造するモーターは、このクラスの性能の中で最小かつ最軽量です。 このモーターは、同等のモータータイプよりも少ない材料を使用して、より高いトルクと出力密度を生み出します。
YASA モーターのトポロジーではステーター ヨークが排除され、それによりステーター アイアンの重量が最大 80% 削減されます。これは、YASA モーターの出力密度が非シャフト モーターの 2-3 倍であることを意味します。 YASA軸磁束方式は、従来の電動機に比べ、銅、鉄、永久磁石などの材料の使用量が少ないため、材料費を大幅に削減でき、より環境に優しい製品となります。
冒頭のビジョンワンイレブンの登場シーンです。
