貴様と俺(交流同期モーター)

電気自動車や燃料電池車のエンジンに相当するものは電気モーターです。でも小学校理科の時間に作った直流モーター、あれとは違います。

自動車用として使われる大半は交流同期モーターです。直流よりも小型高出力な為で、都心の通勤電車でも直流モーターは滅多にお目にかからなくなっています。どうして昔から交流モーターにしなかったのかといえば、それは制御方法が難しかったからです。

リニアモーターカーの線路には延々と続く電磁コイルの行列が並んでいます。この上に磁石を置いて、順番に電流を変化させてやると磁石が走り始めます。この線路をループコースターの様に宙返りさせてひとつの輪にすると、それが交流同期モーターになります。回転する磁石の周りをプラス極とマイナス極が自在に変更できる電磁コイルを並べて囲みます。内側の磁石の動きに合わせて流れる電気の方向を適切なタイミングで変えてやればそれに同期する様に回ろうとするのが交流同期モーター。制御は半導体が行います。

と書くのは簡単ですが実際には直流で貯められたバッテリーからの電気を交流に、しかも希望する回転数で モーターが回るような交流電気を作ってやらねばなりません。交直流の変換とスピードコントロールをコンバータうあインバータで担い、多くのEVはそれらがエンジンルーム内でモーターと同居しています。

昔はキャブレターでガソリンを液体から期待の状態に変換したので、ここがインバーターに相当するかもしれません。電気自動車の魅力はペダルを踏むとダイレクトにパワーを感じられる点で、ターボエンジンの様な「タイムラグを見込んだペダル操作」といった旧いテクニックを過去のものとしました。

燃料電池の場合はタンクから来た水素分子と空気中から取り入れた酸素分子を(いきなりミックスしたら大爆発です)改質器という出会いの場で反応させ、水と電気を起こす化学反応を促します。そこで生じた直流電気は一旦リチウムイオンなどの二次電池に取り込まれ、後はEVと同じ過程を辿ります。

違いといえば自宅で水素の充填が出来ないこと。遠くない将来水素のステーションが簡単に見つかるようになった暁には、かなり普及していてもおかしくはありません。が、燃料電池車を買うのも水素ステーションを設置するのもガソリン車より遥かに高額で、数がなかなか増えないジレンマがあります。

普及の後押しとしては価格の低減が必須ですが、燃料電池車のブレイクスルーは安価で大量に生産できる高圧タンクと、安価な水素の供給元でしょう。それまでは電気自動車やほうがやや優位に立っていると言えるかも知れません。