新式馬達要求比以前有更高的效率、更小更薄的體積和更低的成本。為攻克這些目標，大學、汽車廠商和馬達廠商的行動一直都很活躍。開發(fā)出的技術不僅將影響移動體，還將波及到家電等領域，將促進各種馬達的進步。
目前，動力一直仰賴內(nèi)燃機的移動體，開始了馬達的配備。例如，從電動汽車（EV）及混合動力車等汽車的電動化快速發(fā)展，不難預料到2020年，全世界的市場規(guī)模會達到每年1000萬輛以上。在電動摩托車領域，摩托車和自行車的電動化在世界上也在持續(xù)擴大。特別是在中國，受政府的環(huán)境政策影響，電動摩托車已擴大成為每年超過2000萬輛規(guī)模的市場。
加速電動化的不僅僅是汽車和摩托車，建筑機械領域的混合動力化也在急速推進:“2020年將擴大到1萬2000臺左右”（日立制作所）。用馬達取代內(nèi)燃機的理由十分簡單：馬達的能源效率高。
內(nèi)燃機最多只能將所產(chǎn)生能量的約30％左右轉(zhuǎn)換為動能。而如果高性能的馬達得以使用，則可將投入能量的近90％轉(zhuǎn)換為動能。加之，減速時馬達可作為發(fā)電機工作，還可獲得回生電力。這是內(nèi)燃機所無法做到的。
而目前，因電池成本及容量限制問題，一般是像豐田汽車的“普銳斯”那樣，將馬達用作內(nèi)燃機的輔助。不過，長遠來看情形將相反：效率低下的內(nèi)燃機最終將從移動體上消失（圖1）。
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| 圖1 移動體推動的新馬達時代 為追求燃效和舒適性提高的目標，此前配備內(nèi)燃機引擎的設備開始了電動化。今后這種趨勢的進一步加速，將拉開新馬達時代的帷幕。而在此培育出的技術將會擴展至家電及工業(yè)設備等領域。 |
始于電動車的家電節(jié)能
馬達受到關注的領域不僅僅限于對內(nèi)燃機的替代。在已經(jīng)采用了馬達的領域，馬達的創(chuàng)新日益活躍。鐵路車輛是一個很好的例子：傳統(tǒng)的鐵道車輛一直以感應感應馬達（IM）為主流，現(xiàn)在卻開始采用效率更高的永久磁鐵式同步馬達（PMSM）。這種可用于汽車的新用途和鐵道車輛等的傳統(tǒng)用途、面向移動體的馬達不由得人們不予關注。
以移動體用馬達為目標開發(fā)的新構(gòu)造和新技術等技術，其影響很快會波及家電及機器設備等。如果新構(gòu)造和材料獲得廣泛采用，將會有室外機比以前更小的空調(diào)及耗電量小的工業(yè)設備面世。實際上，東芝已將面向電動車輛研發(fā)的磁力可變馬達用在了洗衣機上，開發(fā)出了功耗最多比以前降低了16%的產(chǎn)品。
新式馬達最有望在節(jié)能方面收到廣泛的效果。有試算結(jié)果表明，馬達的耗電占到日本國內(nèi)總耗電量9850億kWh的51%（圖2）。如果馬達驅(qū)動的機器效率能提高1%，則可節(jié)約1.5座核電站的發(fā)電量。
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| 圖2 提高節(jié)能效果好的馬達的效率 如果能使馬達整體效率提高1％，則可節(jié)省相當于1.5座核電廠的發(fā)電量。圖依松下馬達的資料制成。 |
以移動體用馬達的盛況為契機，各種馬達其容積及節(jié)能性將大幅度提高的“新馬達時代”大幕正在拉開。
必須有“面”上的高效率
話雖如此，但現(xiàn)有馬達卻不足以迎接“新馬達時代”的到來。要適應移動體用馬達的要求，技術還需要再上一層樓。舉例來說，“新馬達時代”要將馬達裝入車輪，因此需要使它們在用戶眼前消失。而且，也應該能以更小的電池容量行駛較長距離。但這些如何才能做到呢？（未完待續(xù) 記者 中道理、狩集浩志）
