EVの信頼性とメンテナンス

クアルト・テクニカル・サービスのマーク・クアルト博士と語るEVショップとメンテナンス

電気自動車（EV）のパワートレインは、従来の内燃エンジンに比べてはるかにシンプルだ。 これらのモーターは、オイル交換、スパークプラグ、燃料、オイルフィルターのメンテナンスといった通常のサービスを必要としない。 電気モーターは一般に信頼性が高く、長持ちし、メンテナンスも容易である。 電気モーターはメンテナンスが少なくて済むとはいえ、メーカーの推奨するスケジュールに従って整備する必要がある。 通常、誰もが注目する問題はバッテリーだが、モーターに関しては、電気モーターの診断に必要な評価や技術レベルに大きな隔たりがある。 「長年、多くの自動車技術者やインストラクターと会話してきたが、EMシステムのテスト、分析、診断の方法については、ほとんど経験がないとすぐに認める人がほとんどだった。技術者は、従来の自動車パワートレインの診断方法には精通していますが、彼らの経験は、電動パワートレインの分野ではあまりない道なのです。”

EVモーターのテスト

中古やセカンドオーナーのEV市場では、技術者が自信を持って電動パワートレイン・システムを分析・診断する方法についての懸念が高まり続けている。 駆動モーターと発電機（EM）の診断と健全性（SOH）分析は、自動車の診断と分析において中心的な位置を占めています。 自動車技術者は、EMのSOHを判断するのに役立つ最先端の分析・診断プロセスを学ぶことに高い関心を示している。

電化車両の老朽化が進むにつれ、老朽化した車両の第一オーナー、第二オーナー、そしてフリートは、”車両のSOHを決定する際、駆動モーターと発電機（ステーターとローター）の状態はどうなのか？”という疑問を持つようになっている。 現場技術者は、電動パワートレインの故障状態を対象とした診断方法を望んでいる。 具体的には、OEM車両のオンボード診断は、老朽化したEMの健全性を判断するために必要な包括的な分析を提供しないかもしれないし、EMまたはそのパワーインバーターモジュール（PIM）システム内の問題を明確に提供しないかもしれない。 EMやPIMシステムのコストは、数千ドルの修理費になることもあるため、問題の根本的な原因を特定し、判断することが重要です。 問題の根本的な原因を特定するために必要な労働時間は、実際の修理により多くのコストを追加することになり、過度に時間がかかることがある。 システムが誤診されると、部品代や人件費が大幅に膨れ上がる。 アフターマーケットもOEMも、従来のガスエンジン（ICEまたは内燃機関）と比較して、EM SOHを正式なサービステストプロセスの一部として組み込んでいない。

もし自動車技術者が、従来のICEのミスファイア、回転数の変動、リーン／リッチコンディションなどの原因について質問されたら、特定の／的を絞ったテストを行うのは当然のことだろう。 これらのエンジンテストには、シリンダーバランス、圧縮、シリンダーリークダウン、バキューム波形、点火システムテストなどが含まれる。 これらのテストは、自動車技術者が自動車のパワートレイン・システムをテストし、分析し、診断する方法のDNAに組み込まれている。 EVモーターと比較すると、同じ自動車技術者でも、1つか2つのタイプの試験を挙げることはできても、EM解析で使用される追加の試験要素や関連する故障モードについてはまったく知らないかもしれない。 ここに、自動車サービス分野におけるEM分析と診断の現在のレベルとの根本的なギャップがある。

EVモーターのメンテナンスとトラブルシューティングの現状

自動車技術者は、従来の内燃機関（ICE）技術の最新情報を得るためだけに、毎年膨大な数の講習を受講しており、すでに圧倒されている。 また、技術者にとって日常的なやりとりの大半はICE技術であるため、電動パワートレイン・システムを学ぶために多大なトレーニング時間を割くことを正当化するのは、技術者（および経営者）にとって負担の大きい仕事である。 しかし、自動車市場は頂点に達している。 市場には、保証期間が間近に迫っている、あるいは保証期間が終了している電動化自動車製品がかなりの数に達し始めている。 世界のEV販売台数はYE2019時点で約720万台となり、YE2017時点のEV総販売台数から57%増加した。 特に自動車アフターマーケットにとって、これらの数量はもはや無視できない。

自動車技術者は、従来の内燃機関（ICE）技術の最新情報を得るためだけに、毎年膨大な数の講習を受講しており、すでに圧倒されている。 また、技術者にとって日常的なやりとりの大半はICE技術であるため、電動パワートレイン・システムを学ぶために多大なトレーニング時間を割くことを正当化するのは、技術者（および経営者）にとって負担の大きい仕事である。 しかし、自動車市場は頂点に達している。 市場には、保証期間が間近に迫っている、あるいは保証期間が終了している電動化自動車製品がかなりの数に達し始めている。 世界のEV販売台数はYE2019時点で約720万台となり、YE2017時点のEV総販売台数から57%増加した。 特に自動車アフターマーケットにとって、これらの数量はもはや無視できない。

現在、技術者は従来の（ICE）システム故障の根本原因を特定する方法として、システムのパターン（認識）故障に大きく依存している。 「残念ながら、EMパワートレインの機械的、電気的、磁気的技術は、非常に急速に進歩しているため、パターン故障は、あまり効果的でない診断アプローチに追いやられてしまう。EM技術の確固たる技術的基礎がなければ、分析・診断は技術者にとって文字通りの苦しい戦いとなる。EM分析・診断技術を習得するには、かなりの訓練と経験が必要であり、分析・診断の仕事を容易にするために、分析・検査装置が電気的・磁気的データをスクラブすることができない限り、ベテランの診断技術者にとっても難題である。”

EVモーターのメンテナンスとトラブルシューティング

ALL-TEST PRO 33 EV™は、電気自動車やハイブリッド車に使用される特殊な永久磁石モーターやモーター/ジェネレーターを試験するために作られた唯一のツールです。 この革新的なハイブリッド・モーター・マグネット・テスターを使用すれば、1台の装置で自動車のマグネット・モーターをテストすることができ、迅速かつ正確な診断結果を得ることができます。

AT33EVを選択したマーク氏の理由：「AT33EVは、私のチームが2011年にゼネラルモーターズ（GM）社内で行った、MGU試験装置の予後予測および試験能力の見通しを判断するための研究において、5つのMGU試験方法の中で最高得点を獲得しました。また、試験結果と装置性能の再現性を確保するために行われた、GMの外部電気モーター試験サプライヤーによる再現試験でも最高得点を獲得しました。したがってAT33EVは、3相EM試験とSOH分析を実施するための優れた試験装置です。AT33EVツールの主な利点の1つは、EMローターを回転させることなく試験できることです。要約すると、EMを完全に静的に試験することができます。これは技術者にとって、高電圧システムを停止した状態で試験を実施でき、路上試験が不要であることを意味します。

MGU SOHの試験パラメータには、直流電流（DC）、抵抗（ミリオーム）、インダクタンス、インピーダンス、静電容量、位相角、電流周波数応答、散逸係数（汚染）、絶縁抵抗が含まれます。 AT33EVは、システムのモータ接続とモータの健全性を迅速にトラブルシューティングまたは検証します。

マーク・クワルトは32年以上にわたって電気自動車技術に携わってきた。 自動車開発・エンジニアリングのほとんどの分野で経験を積んでいる。 電気システム、自動車の電動化、推進力、エネルギー管理の分野で活躍した後、自身の会社を立ち上げ、EV市場の複数のOEM、再製造メーカー、アフターマーケット企業に指導、助言、コンサルティングを行っている。 マークの仕事には以下が含まれる：GMのEV1、シボレー・タホ／ユーコン2モードハイブリッド、シボレー・スパーク、ボルト、エクイノックス、燃料電池実証車両、その他の先進コンセプトカーなど。 クオルト・テクニカル・サービスは、EVテスト機器の販売とコンサルティングを行うALL-TEST Proの代理店です。

ALL-TEST Pro (ATP)は、特許を取得した実証済みの技術と機器により、30年以上にわたって安全で迅速な信頼できるモーター回答を提供してきました。 ATPの製品群は、製造、食品加工、水・廃棄物、鉄鋼、公益事業、航空宇宙、輸送など、多くの産業で利用されている。 すべての機器はハンドヘルドで、高速、ポータブル、安全であり、解釈する必要のある測定値を生成する従来のテスト機器と比較して、モーターとコンポーネントの状態と健全性を提供します。