【週刊クルマのミライ】新型リーフのパワーアップにはインバーターの冷却強化が効いている

日産の100%電気自動車「リーフ」、そして1.2リッターエンジンで発電してモーターで駆動する「e-POWER」。リーフは2017年のフルモデルチェンジにより、同じ型式のモーターを使いながら、最高出力や最大トルクを大幅にアップ(最大トルクは25%増)していますし、e-POWERについてもノートとセレナでは、やはりモーター出力を25%増しとしています。

内燃機関の感覚でいうと、こうしたパワーアップには駆動モーターの変更が効いていると思いがちですが、電動車にはそうした「常識」は通用しません。新旧リーフにしろ、ノートとセレナのe-POWERにしろ、パワーとトルクを増やした理由はインバーターにあるのでした。

では、現時点でインバーターの性能アップに必要な進化ポイントとは何でしょうか? それは冷却性能のアップになります。

たとえばリーフにおいてはパワーモジュールに直接冷却水を触れさせる構造と変えることで、圧倒的な冷却性能の向上を果たしています。それによって、電流性能を上げることができ、トルクアップを実現したというわけです。さらに、しっかりと冷やすことができるため、ユニット全体の質量も減らすというメリットもでてきました。

電気自動車は冷却する部品(エンジン)がないからラジエーターグリルは不要なのだ! という意見もありますが、インバーターやモーターの冷却は重要です。ついでに言えば、バッテリーの温度管理も性能を維持するためには欠かせない要素。

日産の電気自動車や電動車両においてはインバーターなどが水冷で、バッテリーは空冷となっていますが、将来的にはいずれも水冷になる可能性も否定できません。もちろん、水冷は重量増になるので、メリットとデメリットをはかりにかけて、結論付けられることになるでしょう。

なお、リーフの最高出力アップについては、従来通りの「電流制御」と新しい「電圧位相制御」という2つの制御を組み合わせて使っていることも効いています。「電圧位相制御」というのは、その時点におけるバッテリーの最大電圧に固定して、駆動電圧波形をずらすことで出力をコントロールするというもの。これにより電圧利用率を向上させ、高回転域における出力をアップさせています。

発進時や低速域では「電流制御」、中高速域で「電圧位相制御」を使うことで、旧型と同じモーターを使いながら最大トルク320Nm、最高出力110kWまでパフォーマンスアップしたリーフ。また、最大トルク320Nm、最高出力100kWを実現したセレナe-POWER。いずれもモーターの上部にレイアウトされたインバーターを、パフォーマンスアップの進化ポイントとして注目すべきといえそうです。

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