スーパーカブ電動化計画Part2(モータ編)

29 6月

記事が遅れ気味になってるスーパーカブ電動化計画シリーズ第2弾はモータ選びです。電気バイクの法律上の区分で触れた、軽二輪か原付かの件ですが、結局原付二種枠(1000W以下)で行く事にしました。理由は次の通り。

  • 保険や税金など維持費が安い(特に2台目バイクの場合)。
  • 陸運局に改造申請を出す必要がない。(市役所に届け出るだけ)
  • スリムなカブのフレームに、それほど大出力モータやバッテリーを搭載するスペースがない。
  • 1kW以下なら安いスクータ用モータから選べるが、それを越えると急にサイズ・出力・価格が上昇する。当然コントローラやバッテリの価格も上昇する。

パフォーマンス的には、自作EVサイトを見ていると、原付バイク程度の車体に1000Wのモータなら最高速は何とか60km/hくらい出るようです。交通の流れに乗るには70km/h以上欲しいところですが、まあ加速でぶっちぎれば(!?)何とかなるでしょう。

インホールモータ(ハブモータ)

Hubmotor電気バイクと言えば、 インホールモータが思い浮かびます。しかし調べてみると、どれも10から13インチでスーパーカブのホイール(17インチ)に合うものはありません。

例えば、コントローラKellyの充実のライナップを見ても、10”から13”(パワーが上がるほど大きくなる)のものしかありません。あと話題のGoldenMotorでは自転車用は16”から700Cまでありますが、オートバイ用は・・・ちょっと小さいけど16”のがあった!と思いきや、リンク先の図面を見ると12インチくらいしかない。メールで問い合わせたら「16”とはタイヤを含んだサイズ」との事、何じゃその表示方法は!

と言うわけで、少なくとも僕が調べた限り、17インチ程あるオートバイ用インホールモータはありませんでした。多分需要がないんだと思います。電気バイクと言うとスクータタイプだと相場が決まってる感じでです。一方、スポーツバイクは路面追従性とマスの集中化を狙って、通常モータ+チェーン駆動を採用してます。

あとインホールモータで厄介なのがブレーキ。GoldenMotorのやつなんて一体どうやってブレーキを搭載するのか謎。Kellyにはディスクブレーキのキットがありますが、正しい位置にキャリパーをマウントするには、スイングアーム側もかなり加工が必要だと思います。 更に言えば、左右スイングアームの間隔とホイール中心線の位置も合ってないと走れません。モータのシャフトにある程度自由度はあると思いますが、その範囲で調整できるのかどうか確認する必要があります。

と言うわけで、 インホールモータって一見ポン付けできて簡単そうに見えますが、実は色々と大変なことが判ります。なので、既存のスイングアームを流用する限りにおいては、カウンターシャフト+スプロケを設置して通常のモータで回すほうが簡単な気がします。コスト的も無駄になるパーツが少ない分、その方が安上がりですし。

PMモータ

では、インホールでないモータの中で、どんな種類を選ぶか?モータの種類@クラウドエレクトリックを見るとわかりやすいと思います。

結論から言うと、オートバイ程度の出力ならPMモータ(永久磁石DCモータ)が一般的です。これは模型の「マブチモータ」と同じブラシ付きの最もシンプルなモータですが、侮ってはいけません。直巻/分巻DCやブラシレスDCよりも高効率なんです。

PMモータの1000Wクラスなら所謂「スクータタイプ」が格安です。スクータと言っても日本で言うスクータとは違い、電動キックボードのようなレクリエーション用の乗り物の事です(写真)。インホイールモータではなくスプロケで一段減速し小さなホイールを回します。実はこの手のスクータは完成品のみならず、ほぼ全てのパーツが単体で売ってるんです。

この写真のスクータ(詳細)についてるモータはレアアースを使い、非常にコンパクトなのに1000Wをたたき出します。非常に人気の商品だったのですが、どのサイトでも品切れになったまま一向に復活の兆しがありません(EVParts.com)。 もしかして、中国政府がレアアースの輸出を制限した事と関係があるのでしょうか?もっとも、同シリーズで冷却フィンが無いタイプ(900W)なら売ってるので関係ないかな?

そんなこんなで、モータ選びの結論としては別のシリーズ(Unite製)の1000Wモデルになりそうです。スペックシートを比べると、上記の900Wタイプより明確に高出力だったので。レアアースじゃないからちょっと大きめで重いですが、何とかカブに搭載できそうです。

ブラシレスモータ

自作EV披露サイトを見ていたら、見慣れぬ派手なモータを搭載した電気バイクがありました。 Turnigyというブランドで、調べたらどうも模型(多分ヘリ)用のモータらしい。一番大きなモデルはなんと7000Wもあるという(余裕で原付枠オーバー)。なのに手のひらサイズで、重量は1570gしかない(上述のUniteモータは約5kgある)。おまけに価格は100ドル程度。おぉーこれは計画変更か?

しかし、最大電流=0って言うのが良くわからない。あと、模型のモータに良く出てくる「Kv」という単位ですが、これは(rpm/V)つまり電圧1V当りの回転数という単位らしい。よってこのモータの場合、180Kvで最大電圧は48Vなので、180*48=8640rpmも回るのか!(Uniteモータは3000rpm)。

どうりで上の電気バイクの写真をよく見ると、ベルト&プーリーで一旦減速した後、更にホイールに付いた巨大プーリーで減速しています。 これだけ高回転型で尚且つインバータ回路が必要なブラシレスモータとなると、かなり電池を食うのではないでしょうか?

何にせよ、「定格出力1000W」と表示してくれないと、原付二種の登録ができなんですけど・・・そういう模型用モータってないですかね?

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