プリウスのモーターはミニ四駆の何倍？ HV・EVに使われるモーターの仕組みとは

■クルマとミニ四駆、モーターの違いは？

　1997年にトヨタ「プリウス」が世界初の量産ハイブリッドカーとして発売されました。その後、1999年にはホンダ「インサイト」が発売され、2000年以降は一気にハイブリッドカーが新たなクルマのトレンドとなりました。

　プリウスなどのハイブリッドカーや、電気のみで動く電気自動車（EV）の登場によって、クルマはエンジンだけではなくモーターで動くことが当たり前となりつつあります。

　モーターは、ミニ四駆などに使用されていることから、子どもの頃から馴染みの深いものですが、そもそもモーターとはどういった構造なのでしょうか。

　モーターは、大きくDCモーターとACモーターの2種類に分けられます。

　DCモーターは直流モーターとも呼ばれ、電池やクルマのバッテリーなどの直流電源によって動作し、電圧の上下によって回転数を変化させています。

　構造がシンプルなために小型化しやすく製造コストも低いため、飛行機やラジコンなどの模型や、ミニ四駆などに使われています。

　一方で、ACモーターは交流モーターとも呼ばれ、家庭用コンセントなどの交流電源によって動作します。周波数によって回転数を制御するため、DCモーターに比べ回転数を細かく変えることが可能です。

　しかし、ACモーターはモーター単体では回転数を変えることができません。そのため、モーターを制御するためにインバーターなどの装置が必要となってしまい、製造コストはDCモーターよりも高額となります。

　例えば、ミニ四駆はDCモーターで動いているため、常に一定の速度で走り続けています。もしACモーターで走ることができれば、コーナーでは回転数を落とし、ストレートでは回転数を上げるなど、場所に応じた最適な回転（速度）を得ることができるのです。

　しかし、そうした制御を実現するためには、モーター以外にも回転数を制御する装置が必要となってしまいます。

　このように、小型なミニ四駆ではデメリットの多いACモーターですが、状況に応じて加減速するハイブリッドカーや電気自動車にとってはなくてはならないものです。そのためハイブリッドカーや電気自動車ではACモーターを採用しているのです。

■クルマのモーターの大きさはミニ四駆の10万倍！？

　では、実際にハイブリッドカーに使われているモーターはどのようなものなのでしょうか。

　例えば、ハイブリッドカーであるプリウスのACモーターは「トヨタ・ハイブリッド・システムII（THSII）」という、エンジンとトランスミッションなどが一体となったパワーユニットに組み込まれています。

　このTSHIIには、EVモード走行やバッテリー充電に使用するモーターと、そのモーターへの電力供給やエンジン始動の2種類のモーターを備え、充電や電力供給もおこなえることから「モータージェネレーター」と呼ばれています。

　EV走行・充電用のモーターはぶ厚い筒状、電力供給・始動用モーターはぶ厚い皿のような形状で、どちらも両手で持ち運ぶほどの重量があり、片手に収まるミニ四駆のモーターに比べ数十倍の大きさがあります。

　数も大きさもミニ四駆とは大きく異なるクルマのモーターですが、発揮する力もミニ四駆に比べはるかに強力です。

　モーターの力の指標のひとつである「トルク数値」について、タミヤの販売するミニ四駆用モーターは1.2mN・mから2.1mN・mとされていますが、現行型プリウスのモーターは207N・mとなり、およそ10万倍以上という途方も無い差があります。

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　クルマのモーターは、アクセルの踏みしろに応じて回転数を上げなければならないため、細かい制御が必要です。

　また、ACモーターを動かし、モーターが発電した電気を蓄電するバッテリーも、交流電流用でなければなりません。

　そのため、ハイブリッドカーや電気自動車では、サイズや重量などの効率に優れる水素バッテリーやリチウムイオンバッテリーを使用しています。

　ミニ四駆と電気自動車、そしてハイブリッドカーは、いずれもモーターを動力源（のひとつ）としています。

　しかし、モーターと電池によって動くシンプルなミニ四駆に対して、電気自動車やハイブリッドカーでは、細かな回転数の制御をおこなう必要があるため、ミニ四駆とは異なるACモーターと、インバーターなどの関連装置が必要になるのです。

Comments

モータ判ってない記事。
dcモーターは電圧で速度が変えられます。
安い模型は抵抗値を変化させて電圧を変え速度を変えます。本格的なラジコンは、PWMでパルスの幅を変え平均電圧を変化させて速度を変えます。
ドーローンのモータはブラシレスDCモータですね。
で交流モータは、極性反転させる周波数で回転速度が変ります。ドライヤーは関西50hz、関東60hzで使うのとでは速度が変わります。
インバータは、PWMでパルスの幅を変えてかつ極性も反転させて交流波形を作り交流波形の周波数を変化させて速度を変えます。今は電圧と周波数両方変化させてVVVFで効率が良いので交流が主に電車などでも使われています。
電車の音が一番わかりやすいかも。キーンって速度で音が変わります。

ニュートン・メータに1以下の接頭辞が付くのは初めて見たから、一瞬分からんかった。