Equipmake、HiETAと共同で世界で最も高出力な電動モーターを開発

世界で最も高出力の永久磁石電気モーターが英国で開発中である。電動化のエキスパート企業であるEquipmake社は、Innovate UKが助成金を提供する画期的なプロジェクトの一環として、積層造形技術をリードするHiETA社と提携し、次世代モーターを開発した。

• 電動化のエキスパート企業であるEquipmake社と、アディティブ・マニュファクチャリングのリーディングカンパニーであるHiETA社が、革新的な新型電気モーターを共同開発する。
• AMPEREというコードネームで呼ばれるこのモーターは、アディティブ・マニュファクチャリング（積層造形）を採用し、従来の永久磁石モーターよりも軽量・小型で熱効率に優れている。
• ピーク出力220kW/30,000rpm、重量10kg未満を目標とするアンペレは、1kgあたり20kWという世界で最もパワー密度の高い電気モーターを目指している。
• アディティブ・マニュファクチャリング（基本的には3D金属プリンティング）の先駆的な使用により、高強度合金と磁石材料の使用量を最小限に抑え、コストを可能な限り低く抑えることができる。
• AMPEREは、自動車から航空宇宙、海洋まで、さまざまな分野で応用されている。

コードネーム「AMPERE」と呼ばれるこの新型モーターは、Equipmakeの電気モーター設計における世界をリードする専門知識と、HiETAの熱工学および積層造形における先駆的な知識を活用し、従来の電気モーターの4倍以上となる1kgあたり20kW以上のピーク出力密度を持つ、非常に軽量で効率的かつ低コストの電気モーターを製造することを目標としている。

AMPEREの性能の鍵は、先進的なモーター設計と積層造形との組み合わせにあり、金属構造をソリッドビレットから削り出すのではなく、3Dプリントすることを可能にしている。

これは多くの利点をもたらす。第一に、金属は必要な場所にしか使われない。第二に、熱効率の高い薄壁と最適化された微細な表面ディテールをモーターの構造と直接組み合わせることができ、複数の部品からなるアセンブリを、卓越した冷却能力を持ち、軽量で慣性が小さく、回転速度を大幅に向上できる単一の複雑な構造に置き換えることができる。

このアプローチは、AMPEREの構造において高強度合金の使用量を最小限に抑えるだけでなく、高価な活物質である磁石の使用量も最小限に抑え、コストを可能な限り低く抑えることを意味する。

EquipmakeとHiETAは、AMPEREのピーク出力220kW/30,000rpm、重量10kg未満を目標としている。これと比較すると、現在使用されている最高の標準永久磁石モーターでさえ、1kgあたり5kWを実現するのは困難である。Equipmakeの革新的なAPM 125は、世界で最も出力密度の高い自動車用電気モーターの1つで、冷却能力を最大化するために同社のスポーク構造を採用しており、ピーク出力は125kW/12,000rpm、重量はわずか14kgで、1kgあたり9kW弱の出力密度を実現している。

最初のAMPEREプロトタイプは、12カ月後に稼働する予定だ。

昨年末、Equipmake社はノーフォーク州スネッタートンに新工場を開設し、モーターから完全電動化プラットフォームまで、設計、テスト、製造が可能な完全な電気自動車ソリューションを提供し、自動車および航空宇宙セクターをサポートしている。この工場では、ますます国際化する顧客ベース向けに、完全に統合された電気バスのシャーシを設計・製造している。同社の革新的なAPMシリーズのモーターはEBusシャシーで使用されており、また、アリエル・ハイパーカー（Ariel HIPERCAR）にも搭載される予定である。

Equipmakeのマネージング・ディレクターであるイアン・フォーリーは、次のように述べている：「Equipmakeは近年、電気モーターの性能で大きな飛躍を遂げており、当社のAPMシリーズの先進的なモーターは、小型軽量設計によりクラス最高の出力密度を実現しています。アディティブ・マニュファクチャリングは、次のステップの変化を引き出す鍵であり、AMPEREでHiETAと提携できることを嬉しく思います。このエキサイティングなプロジェクトは、電気モーターが提供できるものという概念を完全に変える可能性を秘めており、これほど小さなパッケージでこれほど大きな性能を可能な限り低コストで実現できるこのモーターは、自動車であれ航空宇宙であれ、e-モビリティにさらなる革命をもたらすでしょう。我々は、Innovate UKの支援に感謝しており、最初のAMPEREプロトタイプをすぐに稼働させることを楽しみにしている。"

HiETAのイノベーション・プログラム・マネージャーであるアンディ・ジョーンズは、次のように述べています：「AMPEREは、HiETAの熱管理に関する専門知識と、積層造形によって可能になる複雑な薄肉構造製造の両方を電動モーター設計に応用し、野心的な出力密度を実現する機会を提供します。当社は通常、従来技術に比べて熱管理部品のサイズを5分の1に縮小し、次世代の熱伝達機能をローター、ステーター、電子機器の冷却に組み込むことができます。さらに、積層造形の自由度を利用して構造性能を最適化することもできます。私たちは、Equipmakeの先進的な電気モーター設計とこれらの利点を一から統合しており、近い将来の製造とテストを楽しみにしています。"