Microchipのeバイク技術に関するQ&A：どのようにしてeバイクの熱暴走を防止するのですか？

日本語フォーラム よくある質問
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Q：eバイクの制御方式で、どのようにしてeバイクの熱暴走を防止するのですか？

A：1. FOC制御 + MTPAモードにより、同一トルク出力時の消費電流を低減し、熱損失を抑制します。
2. 過熱監視や過負荷監視を含むさまざまな保護監視機能を提供するとともに、リンプホームモードを備えています。このモードでは、過熱または過負荷が発生した場合にトルク出力を制限しつつ、モータの基本的な動作能力を確保します。
3. 回生ブレーキは、エネルギーを回収してバッテリを充電することができ、エネルギーを消費するためにブリーダ抵抗を使用する（これにより追加の熱損失が発生する）代わりに、エネルギーを回収します。

1. FOC制御 + MTPAモード

FOC（磁界方向制御）

三相永久磁石同期モータ（PMSM）向けの効率的な制御アルゴリズムで、モータのトルクと磁界を精密に制御することが可能です。
従来の矩形波制御と比較して、FOCは同じトルク条件下で電流利用率が高く、発熱量が少ないという特長があります。

MTPA（アンペア当たりの最大トルク）モード

モータが同じトルクを出力しながら、より小さな相電流で動作できるようにするモードです。
原理：モータの直流電流（d軸電流）と交流電流（q軸電流）の分布を最適化し、電磁エネルギーの利用率を最大化することで、銅損（I²R損失）と発熱を低減します。

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2. 保護監視 + リンプホームモード

過熱監視

モータ巻線および制御用パワーデバイス（MOSFET/IGBT）の温度をリアルタイムで監視します。温度が高くなりすぎた場合、警報を発したり、出力を下げたりします。

過負荷監視

モータが長時間大電流状態（例：登坂時、過負荷時など）にあることを検知し、事前に介入します。

リンプホームモード

過熱または過負荷が検出された場合、直ちに電源を遮断するのではなく、トルク出力を制限します。これにより、さらなる温度上昇を防ぐだけでなく、車両の基本的な走行性能を維持することが可能となります。

3. 回生ブレーキがブリーダ抵抗器に代わる

従来のスキーム

下り坂走行時や制動時には、モータが発電機として作動する際に発生するエネルギーは、ブリーダ抵抗器によって消費され、熱に変換されます。

改良されたスキーム

回生ブレーキにより、この部分のエネルギーをバッテリに再充電します。これによりエネルギーを節約できるだけでなく、コントローラや制動抵抗器に余分な熱が発生するのを防ぎます。

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