GMが船舶用電動モーターメーカーPure Watercraftの株式25%を取得

General Motors(ゼネラルモーターズ、GM)は、シアトル拠点の電動ボート会社Pure Watercraft(ピュア・ウォータークラフト)の株式25%を取得した。GMの今回の動きは、2025年までに電気自律走行テクノロジーに350億ドル(約4兆200億円)を投資するというコミットメントの一環として、ボートやその他の車両を含むあらゆる電動の乗り物へ関心を広げていることを反映している。

Pure Watercraftは、25~50馬力のガソリンエンジンを搭載したボートのドロップイン代替として使用できる、Pure Outboardと呼ばれる全電動船外モーターシステムを製造している。また、大手ボートメーカーと提携し、はしけ、釣り用ボート、硬式ゴムボート2種など、電動ボートの完成品を販売している。

Pure Watercraftによると、ガソリンエンジンと比較して電気システムはメンテナンスが不要で、化石燃料による汚染もない。また、Pure Outboardでは15%の充電量で、20マイル(約32km)を航行する4時間近い釣りクルーズができる、と同社のウェブサイトにある。

同社は2020年9月、生産を本格化させるべくL37がリードしたシリーズAで2300万ドル(約26億円)を調達した。この9年前に、CEOのAndy Rebele(アンディ・レベレ)氏が会社を設立した。今回のGMの出資により、両社はバッテリー技術の共同開発と商業化を進め「GMの技術をさまざまな用途に統合していく」とGMは声明で述べた。

今回の出資は、道路交通車両や航空機を超えて、従来のガソリン駆動に支配され続けてきた輸送やモビリティの形態に電気技術が向かい始めていることを示す最新例だ。創業10カ月の電動船舶スタートアップArcは10月、複数の新しい投資家を迎え入れるなどし、総額700万ドル(約8億円)を調達した。また、シアトルのスタートアップZin Boatsは電動スピードボートの開発を進めている。

GMは、鉄道や航空宇宙など他のモビリティ産業での自社技術の利用をすでに検討していて、今回の動きは注目に値する。2021年初め、GMはWabtecと提携して水素燃料とバッテリーを使用した電気貨物機関車を開発した。また、Liebherr-Aerospaceとの提携で航空機用の水素燃料電池実証システムを共同開発することも発表した。

画像クレジット:Pure Watercraft

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(文:Aria Alamalhodaei、翻訳:Nariko Mizoguchi

京都大学、高温超伝導線の交流損失を20分の1に低減しモーターなどの超伝導化に道を拓く

京都大学、高温超伝導線の交流損失を20分の1に低減しモーターなどの超伝導化に道を拓く京都大学は11月16日、高温超伝導線に交流の磁界中で発生する「交流損失」を1/20に抑えることに成功したことを発表した。液体水素や液体窒素などの比較的高い温度で超伝導状態になる高温超伝導線は、大量の電気を効率的に流すことができるため、モーターなどの電気機器の高効率化やコンパクト化に貢献すると期待されているが、交流損失の問題が実用化のハードルになっている。

この研究は、京都大学工学研究科の雨宮尚之教授と古河電工グループからなる研究グループによるもの。交流の磁界の中で高温超伝導線を使うと、細い磁束の線「磁束量子線」が超伝導体の中に浸入し、それが移動するときに摩擦熱のようなものが発生する。そして、交流の磁界内で交流損失と呼ばれる損失が生じる。また高温超伝導線は、局所的な不良や外からの干渉によって超伝導状態が破れたり、それによって線が損傷したりすることもある。そのため、超伝導状態を保つ「安定性」と破損を防ぐ「保護性」を備える必要があるのだが、これまで、交流損失の低減と、安定性と保護性の両立は難しいとされてきた。

京都大学、高温超伝導線の交流損失を20分の1に低減しモーターなどの超伝導化に道を拓く

そこで研究グループでは、高温超伝導線の薄膜状の超伝導体を細いフィラメントに分割(マルチフィラメント化)することで、磁束量子線の移動距離を短くして交流損失を小さくした。さらに、フィラメントに短い部分があるなどして超伝導状態が破られないよう、銅メッキを施して電流が問題部分を迂回できるようにした。こうすることにより、標準的な薄膜高温超伝導線に比べて交流損失は約1/20に抑えられた。

京都大学、高温超伝導線の交流損失を20分の1に低減しモーターなどの超伝導化に道を拓く京都大学、高温超伝導線の交流損失を20分の1に低減しモーターなどの超伝導化に道を拓く

現在、研究グループでは、この銅メッキした超伝導フィラメントを細い芯のまわりに螺旋状に巻きつけることで、数十mにもなるマルチフィラメント薄膜高温超伝導線「SCSC」(ダブルSC)ケーブルの開発を進めている。SCSCケーブルを使うことで、より高い密度で交流電流を流せるコイルが実現する。そうなれば、軽量コンパクトで大出力なモーターを作ることができるため、船舶や航空機の電動化や、風力発電機の軽量化による大容量化など、脱炭素に貢献できるとのことだ。

電気自動車の駆動用などで需要が高まるネオジム磁石、NIMSが最小限の実験と機械学習による最適な製作条件の予測に成功

国立研究開発法人物質・材料研究機構(NIMS)は11月15日、永久磁石では最強とされる希土類磁石(レアアース磁石)、ネオジム磁石の製作条件を変えて得たデータを機械学習させることで、最小限の実験回数で磁石特性を最大化できることを実証したと発表した

電気自動車の駆動用などで需要が高まっているネオジム磁石だが、原料合金の組成や温度管理など、その製造工程や加工条件は複雑で、用途に合わせた特性を得るには、これらの無数の組み合わせを考慮し、実験を重ねて最適化しなければならない。

NIMSでは、ネオジム磁石の製作条件と特性のデータを機械学習させ、優れた磁気特性が表れると思われる製作条件を予測した。その予測に従い実際に製作したところ、磁石の特性が効率的に最大化できたとのことだ。この機械学習は、18点という少ない初期データからスタートしている。アクティブラーニングによる特性予測と製作実験を繰り返すと、40回ほどの追加実験で磁気特性が大きく向上したという。

今後は、用途に応じて望みどおりの特性を持つネオジム磁石が素早く開発できるよう、合金組成や磁気特性などのデータの蓄積を進め、アクティブラーニングを活用し、製作条件の効率的な予測を可能にする手法の開発を目指すとのことだ。

フォードがクラシックカーを電気自動車化するためのモーターキットを約44万円で発売

ヴィンテージカーを電動化するためにアフターマーケットのEVモーターを販売しているのはChevy(シボレー)だけではない。Ford(フォード)が米国時間11月2日に発表した「F-100 Eluminator(F-100イルミネーター)」と呼ばれるコンセプトトラックは、1978年型の古いピックアップトラックに、同社が新たに「Eluminator」の名前で発売するクレート(単体売り)モーターを車体の前後に搭載してアップグレードした車両だ。

このパワープラントは、2021年型の電気自動車「Mustang Mach-E GT Performance Edition(マスタング・マックE GTパフォーマンス・エディション)」に搭載されているものと共通で、最高出力480馬力と最大トルク860Nmを、旧いF-100ピックアップ・トラックに与えることになる。フォードはその加速性能や航続距離などの詳細な数値を明らかにしていないものの、これだけのパワーがあれば、いくつものスポーツカーを置き去りにできると考えていいだろう。

Ford Performance(フォード・パフォーマンス)がショーケースとして製作したこのトラックには、モーター以外にも、Mach-Eの縦型センタースタックタッチスクリーンを取り付けるなどの改造が施されている。足元にはForgeline(フォージライン)社製のカスタムアルミホイール、インテリアにはJJR Fabrication(JJRファブリケーション)社製のビレットアルミダッシュ、MDM Upholstery(MDMアップホールスタリー)社製のアボカドタンニングレザーなどのカスタマイズも見られる。外観はクラシックなトラックでも、中身もそうであるとは限らない。

ご想像どおり、このコンセプトトラックを購入することはできない。代わりにフォードは、このEluminatorモーターを3900ドル(約44万円)で販売し、自分のクルマを改造する人に利用してもらいたいと考えている。最終的にはバッテリーやコントローラー、トラクションインバーターなど、EV化の改造に必要なものをすべて提供することを計画しているというが、現時点でモーターを購入したいと思う人は、残りのパズルを自分で完成させるだけのリソースが用意できる場合のみだろう。しかしこれは、我々の愛する多くの内燃機関の自動車が、EV化によって第二の人生を得るという未来を垣間見せてくれる。

画像クレジット:Ford

編集部注:本稿の初出はEngadget。執筆者Jon FingasはEngadgetの寄稿ライター。

画像クレジット:Ford

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(文:Jon Fingas、翻訳:Hirokazu Kusakabe)

電動ボートのスタートアップ企業Arcにウィル・スミスやケビン・デュラント、ショーン・コムズが出資

10カ月前に設立されたArc(アーク)は、30万ドル(約3400万円)の限定版ボートを皮切りに、水上のあらゆるものを電動化するという野望を抱くスタートアップ企業だ。同社はエンターテインメント業界の大スターたちから、注目と資金を集めている。2月にVC会社のAndreessen Horowitz(アンドリーセン・ホロウィッツ)が主導するシードラウンドを完了させたこのスタートアップは、Will Smith(ウィル・スミス)のDreamers VC(ドリーマーズVC)、Kevin Durant(ケビン・デュラント)とRich Kleiman(リッチ・クライマン)のThirty Five Ventures(サーティファイブ・ベンチャーズ)、Sean “Diddy” Combs(ショーン・”ディディ”・コムズ)の「Combs Enterprises(コムズ・エンタープライゼス)」など、複数の新しい投資家を迎え入れた。

共同創業者兼CEOのMitch Lee(ミッチ・リー)氏が戦略的なラウンドと表現するこの新たな投資により、Arcの資金調達額は700万ドル(約8億円)を超えた。同社のシードラウンドでは、Chris Sacca(クリス・サッカ)氏のLowercarbon Capital(ロアーカーボン・キャピタル)とRamtin Nami(ラムティン・ナミ)氏のAbstract Ventures(アブストラクト・ベンチャーズ)が出資した。

「これらの人々は、それぞれの分野で世界的に活躍しているだけでなく、ブランドの構築や製品のマーケティング、さらにはコミュニティの育成など、多くの経験をお持ちです」と、リー氏はTechCrunchによる最近のインタビューで語った。

要するに、コムズ、デュラント、スミスの3人は、Arcが目指す市場に影響を与える力を持っているということだ。しかし、リー氏によれば、最初に発売する30万ドルのボートが属するアッパーラグジュアリーセグメントは、Arcの最終目標ではないという。

リー氏は、SpaceX(スペースX)の元エンジニアであるRyan Cook(ライアン・クック)氏とともに、さまざまな価格帯やユースケースに向けた電動の水上の乗り物を開発・販売する計画を持ってArcを設立した。10人以上の従業員(その多くはSpaceXに長く勤務していた人たち)が働くこの会社は、まず船体から始めることにしたと、リー氏は説明する。

電動ボートは、より静かで、より速く、より信頼性が高く、メンテナンスコストも低いにもかかわらず、3つの課題のために普及していないとリー氏は語る。同氏によれば、これまでは、ボートに必要なバッテリーのサプライチェーン、適切な高電圧の電気システム、そして大きなバッテリーパックに必要な重量と容積を考慮して設計された船体が存在しなかったという。

リー氏は「私たちがこれに取り組んだとき、専用の船体と専用のバッテリーパックを用意するところから始めて、ゼロから作り上げても理に適ったレイアウトにしようと考えました」と語り、船体と高電圧電気システムの開発には、SpaceX出身の優秀なエンジニアたちが重要な役割を果たしたと述べた。

同社は現在「Arc One(アーク・ワン)」と呼ばれるボートのアルファ版プロトタイプを製作している。この24フィート(約7.3メートル)のアルミ製ボートは、475馬力の出力を発揮し、1回の充電で3〜5時間の走行が可能。Arc Oneの生産台数は25台以下になる予定だという。

リー氏によると、Arc Oneは美的に完成の域に達することよりも、船体、電気系統、バッテリーパックの設計に重点が置かれているという。しかし、このボートはちゃんと動く。最近、チームはこのボートで水上スキーをしたそうだ。Arc Oneの量産は来月から開始され、来年初めには最初の顧客に届けられる予定だ。

アークの計画では、今回の投資家から得た資金をもとに生産規模を拡大し、内燃機関のボートと競合できる価格のボートを開発することを目指している。つまり、Tesla(テスラ)が自動車でやっている戦略と同じだ。

「私たちはこのボートを大量に製造することは計画していませんが、これは市場における電動ボートのあり方を示すものとなり、私たちにとって新たな錨を降ろすものになります。まあ、これはしゃれのつもりですが」と、リー氏は語る。Arcはその後、2022年末までに大衆向けウォータースポーツ市場をターゲットにした新型ボートを発表し、販売を開始したいと考えている。次のボートの価格はまだ決まっていないが、内燃エンジンのボートに対抗するためには、15万ドル(約1700万円)から20万ドル(約2300万円)程度に抑えることが必要だろう。

次のボートを手がけるタイミングは、Arcが追加資金を調達する時期と金額によると、リー氏は語る。今のところ、同社はこの1号機のボートが将来の電動製品の需要を喚起することを期待している。

画像クレジット:Arc Boats

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(文:Kirsten Korosec、翻訳:Hirokazu Kusakabe)

フォードが約360億円を投じて英国のトランスミッション組立施設を電動パワーユニット工場に転換

Ford Motor Company(フォード・モーター・カンパニー)は、2億3000万ポンド(約360億円)を投じて、英国・ヘイルウッドにある自動車用トランスミッションの組立施設を、電動パワーユニット工場に転換すると発表した。これが同社初の欧州における電気自動車用コンポーネントの自社組立施設となる。

The Times(タイムズ紙)によると、この投資には英国政府が自動車変革基金を通じて提供する推定3000万ポンド(約47億円)の資金が含まれているという。この投資により、約5000人の自動車関連の雇用が地域に創出されると、同紙は伝えている。

この工場で生産されるパワーユニットは、フォードが将来欧州で販売する電気自動車の乗用車および商用車に供給され、同社の電動化に向けた目標達成を後押しすることになる。フォードは2021年2月、2030年までに欧州で販売する乗用車のすべてを電気自動車に、商用車の3分の2を電気自動車またはプラグインハイブリッド車にするという欧州戦略を発表。同社は10億ドル(約1140億円)を投じてドイツのケルンにある組立工場を改修し、2023年にはそこで同社初の欧州製となる量販電気乗用車の生産を開始する予定だ。

関連記事:フォードが2030年までに欧州向け全車両を電動化

この電動パワーユニットは、内燃機関自動車のエンジンとトランスミッションの代わりとなるもので、バッテリーから供給される電気の流れを管理し、電気モーターの速度や発生するトルクを制御する。フォードはその生産を2024年半ばに開始する予定で、年間約25万台程度の生産能力を計画している。このパワーユニットはケルンの工場または他の工場の組立ラインに送られるのかという質問に、フォードは答えなかった。歴史的に、ヘイルウッド工場で生産されたユニットは100%が輸出されており、フォードは、エンジンやトランスミッションを「6大陸15カ国以上に輸出し、海外での売上は年間約25億ポンド(約3900億円)に上る」英国最大の輸出企業の1つとなっているという。

「電気自動車の製造を確保するための激しい国際的な競争の中で、英国が確実に利益を得ることが我々の優先事項です」と、英国のビジネス大臣であるKwasi Kwarteng(クワシ・クワーテング)国会議員は、声明の中で述べている。「本日の発表は、政府の資金援助を受けたものであり、英国経済の将来性と電気自動車の生産拡大計画に対する大きな信頼の証しです。これにより、ヘイルウッドの誇るべき産業遺産が将来にわたって維持され、北西部の高技能・高給の雇用が確保されることになります」。

フォードが電気自動車の生産を拡大しようとしているのは欧州だけではない。この自動車会社は電動化に向け、2025年までに300億ドル(約3兆4300億円)の投資を用意しており、そのうちの1つである中国でも努力の成果が実り始めている。10月18日、中国で最初に製造された電気自動車「Mustang Mach-E(マスタング・マックE)」が組立ラインからロールオフされたのだ。中国の顧客は、フォードの直販ネットワークであるEVシティストアを通じて、年末までに現地生産のMach-Eを手に入れることができる。フォードは、2021年中に主要都市部で25店舗のEV販売店をオープンし、今後5年以内に100店舗以上に拡大する予定だという。

関連記事:フォードが電動化への投資を3.3兆円に引き上げ自社バッテリー研究開発を加速、30年までにEV比率40%

画像クレジット:Ford Motor Company

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(文:Rebecca Bellan、翻訳:Hirokazu Kusakabe)

NASAが航空機用電動推進技術の開発で民間2社に助成金2812億円

NASA(米航空宇宙局)は米国企業2社を選び、航空機の電動推進技術の開発を推進する。この技術を2035年までに米国航空戦隊に導入することが目標だ。

選ばれたGE Aviation(ジーイー・アビエーション)とMagnix(マグニクス)の2社は、今後5年間にわたって任務を遂行する。その中には地上および飛行試験デモンストレーション、NASAで電動推進系に焦点を合わせる他のプロジェクトとの協業、データ分析、およびフライトテスト設備などが含まれている。

同局のElectric Powertrain Flight Demonstration(EPFD、電動パワートレイン・フライト・デモンストレーション)プログラムの一環として与えられる金額は合計2億5340万ドル(約282億円)。うち1億7900万ドル(約199億円)がGE Aviationに、7430万ドル(約83億円)がMagniXに渡される。

「GE AviationとMagniXは、統合されたメガワット級のパワートレインシステムのデモンストレーションを地上と飛行両方で実施して、彼らのコンセプト、および将来の電動推進航空機の編成にむけたプロジェクトの利点を検証します」とNASAのEPFDプロジェクトマネージャーであるGaudy Bezos-O’Connor(ガウディ・ベゾス=オコナー)氏は声明で説明した。「このデモンストレーションによって、技術的な障壁と統合リストを見極め除去します。また将来のEAP(電気化航空機推進)システムの標準と規制の開発に必要な情報も提供します」。

EPFDプロジェクトはNASAの上位プログラムで、次世代テクノロジーを実世界で運用可能な航空システムに変えるための研究開発を推進するIntegrated Aviation System(統合航空システム)の一部だ。

電気航空推進システムをてがけている企業はたくさんあるが、その多くは新たなエアタクシー市場を目指していて、飛行時間は短くバッテリー重量は飛行機全体の小さなサイズによる制約を受ける。Devin Coldewey(デビン・コールドウェイ)記者の説明にあるように、必要な上昇力の生成とバッテリー重量は、電気飛行機を遅らせてきた長年の「基本的難題」だ。

おそらくこうした官民連携によってついにはパズルが解かれるだろう。このNASAプロジェクトは、短距離の地域内航空移動、およびナローボディ、単一通路の飛行機の開発を目指している。

関連記事:Wrightが大型機の動力源になる2メガワット電動旅客機用モーターの試験を開始

画像クレジット:NASA

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(文:Aria Alamalhodaei、翻訳:Nob Takahashi / facebook

GMがハマーEVなどの動力源となるモーターの詳細を発表

General Motors(ゼネラル・モーターズ)は、近日登場するUltium(アルティウム)バッテリーの能力については多くの時間を割いて語ってきたが、このバッテリーが動かすモーターについては多くを語ってこなかった。米国時間9月21日、それが変わった。同社は新しいUltium Driveモーターの詳細について語った。この日発表されたシリーズは3つのモデルからなる。180kW前輪駆動モデル、255kW後輪・前輪駆動モデル、および62kWの全輪アシストモーターだ。最初の2つは永久磁石モーターでGMは重希土類への依存度を減らすために設計した。

それぞれのモデルの具体的なトルクや出力密度について同社は言及しなかったが、それぞれに関して「完璧な」性能を提供するという。さらに同社は、2022 Hummer EV(2022年型ハマー EV)が255kWモデルを3基搭載することを明らかにした。GMは3基のモーターが合わせて1万1500ft/lb(1万5592 Nm)のトルクを生み出し、同車が時速0から60マイルまで約3秒で加速すると説明した。

GMは、同社のエンジニアが安定性を念頭においてモーターを設計したと語った。3種類とも同じようなツールと生産技術を用いてつくることができる。また、パワーインバーターなどの部品を直接モーターに統合することが可能で、それによってコストを削減し製造を単純化できるという。

編集部注:本稿の初出はEngadget。著者Igor Bonifacic(イゴー・ボニファシック)氏はEngadgetのコントリビューティング・ライター。

画像クレジット:GMC

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(文:Igor Bonifacic、翻訳:Nob Takahashi / facebook

Wrightが大型機の動力源になる2メガワット電動旅客機用モーターの試験を開始

自動車業界と同様に、航空業界も電動化を目指している。だが、バッテリー駆動のパワーユニットで空を飛ぶことは、地上を走るよりも難しい。Wright(ライト)は、小型機以上の規模で電動化を実現しようとしているスタートアップ企業の1つで、その2メガワットのモーターは、第一世代の大型電動旅客機の動力源となる可能性がある。

電気自動車はすでに大きな成功を果たしているものの、自動車は飛行機と違って、自らの重量を空中に保つために十分な揚力を発生させる必要がないという利点がある。だが、電気旅客機の場合は、そもそも乗客を乗せて遠くまで飛ぶために必要なバッテリーの重量が、重くなり過ぎて空を飛べなくなるという根本的な問題があり、実現には至っていない。

この難問から逃れるためには、電力1ワットあたりにどれだけの推力を出せるかという効率性を高めることが重要だ。電池の質量を軽減させるための技術革新にはまだしばらく時間がかかるため、現状では素材や機体、そしてもちろん原動機など、他の方法で革新するしかない。従来のジェット機では、巨大で非常に重く、複雑な内燃機関が使われてきた。

一般的に、電気モーターは内燃エンジンよりも軽く、シンプルで、信頼性が高いと言われているが、飛行を可能にするためには、かなりの高効率を達成しなければならない。ジェット機が1秒間に1000ガロンの燃料を燃やしていたら、離陸に必要な燃料を保持していられないからだ。そこでWrightやH3xのような企業は、同じ量の蓄積エネルギーからより多くの推力を生み出せる電動機を作ろうとしているのだ。

関連記事:電動航空機の実現はH3Xの斬新な電動モーターで加速される

H3Xが、おそらくより早く飛行が実現できそうな小型機に焦点を合わせているのに対し、Wrightの創業者であるJeff Engler(ジェフ・エングラー)氏は、航空業界の二酸化炭素排出量を削減したいのであれば、商用旅客機に目を向けなければならないと説明し、同社では旅客機の製造を計画している。とはいえ、その社名に関わらず、同社は完全にゼロから旅客機を作らなければならないわけではない。

「私たちは、翼や胴体などの概念を再発明しているわけではありません。変わるのは、飛行機の推力を発生するものです」と、エングラー氏はいう。同氏は電気自動車を例に挙げ、エンジンがモーターに変わっても、自動車の大部分は、100年前と基本的に同じ機能を果たす部品で構成されていると説明する。とはいえ、新しい推進システムを飛行機に組み込むのは容易なことではない。

原動機は出力2メガワット、つまり2700馬力に相当するパワーを発生する電気モーターで、その効率は重量1キログラムあたり約10キロワットという計算になる。「電動航空機用に設計されたモーターの中では最もパワフルで、従来の2倍以上のパワーを発生し、しかも他社製品よりも大幅に軽量化されています」と、エングラー氏はいう。

この軽さは、永久磁石を使用したアプローチと「野心的な熱管理戦略」で、徹底的に設計を見直したことによるものだと、同氏は説明する。通常の航空機用途よりも高い電圧と、それに見合った絶縁システムにより、大型機の飛行に必要な出力と効率を実現したという。

画像クレジット:Wright

Wrightは自社のモーターを後付けで搭載できるように設計しているが、既存の機体メーカーと共同で独自の飛行機も開発している。その最初の機体は、軽量で効率的な推進装置と液体燃料エンジンの航続距離を組み合わせたハイブリッド電動機となるだろう。水素に頼れば複雑になるが、電気飛行への移行をより迅速に行うことができ、排出ガスと燃料の使用量を大幅に削減することができる。

複数のモーターをそれぞれの翼に取り付けることで、少なくとも2つの利点が得られる。1つ目は冗長性だ。巨大な原動機を2基搭載した飛行機は、1基が故障しても飛ぶことができるように設計されている。6基や8基の原動機を搭載していれば、1基が故障してもそれほど致命的ではなく、結果として飛行機は必要な原動機の2倍も搭載する必要がなくなる。2つ目の利点は、複数のモーターを個別にあるいは協調するように調整することによって、振動や乱流を抑えることができ、安定性向上と騒音低減が可能になるということだ。

現在、Wrightのモーターは海面位での施設内試験を行っているところだが、試験に合格したら(来年中の予定)、高度シミュレーション室で運転を行い、それから実際に4万フィートまで上昇する。これは長期的なプロジェクトだが、業界全体が一夜にして変わるわけではない。

エングラー氏は、Wrightに多額の資金、資材、専門知識を提供しているNASAや軍部の熱意とサポートを強調した。同社のモーターが新型の爆撃用ドローンに搭載されるかもしれないという話を筆者が持ち出すと、エングラー氏はその可能性には神経質にならざるを得ないが、彼が見てきた(そして目指している)ものは、防衛省が延々と行っている貨物や人員の輸送に近いものだと語った。軍は大量の汚染物質を排出しているが、それを変えたいと思っていることがわかったという。そして、毎年の燃料費を削減したいと思っているのだ。

「プロペラ機からジェット機に変わったときに、何がどう変わったかを考えてみてください」と、エングラーはいう。「それは飛行機の運用方法を再定義したのです。私たちの新しい推進技術は、航空業界全体の再構築を可能にします」。

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画像クレジット:Wright

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(文:Devin Coldewey、翻訳:Hirokazu Kusakabe)

メルセデス・ベンツが買収したYASAの革新的な新型モーターはEV業界を変える

革新的な「axial-flux motor(アキシャルフラックス、軸方向磁束)」モーターを開発した英国の電気モータースタートアップ企業であるYASA(かつてはYokeless And Segmented Armature、ヨークレス・アンド・セグメンテッド・アーマチュアという名称だった)が、Mercedes-Benz(メルセデス・ベンツ)に買収されたのは2021年7月のことだった。この買収は、発表された情報が少なかったため、それほどマスコミの注目を集めたわけではなかった。しかし今後、YASAは注目する価値のある存在となるだろう。

2009年にオックスフォード大学からスピンアウトしたYASAは、メルセデス・ベンツの電気自動車専用プラットフォーム「AMG.EA」用の超高性能電気モーターを開発することになる。YASAは完全子会社として英国に留まり、メルセデス・ベンツの他、Ferrari(フェラーリ)などの既存顧客にもサービスを提供していく。また、YASAのブランド、従業員、施設、所在地もオックスフォードにそのまま残る。

YASAの軸方向磁束モーターは、その効率性、高出力密度、小型・軽量であることが、EV業界の関心を集めた。

対照的に、今日の市販EVでは「ラジアル」電気モーターを使った設計が一般的だ。テスラでさえラジアル型モーターを採用しているが、ラジアル型モーターは40年以上前のレガシー技術であり、技術革新の余地はほとんどない。

しかし、YASAのアキシャルフラックス型は、セグメントが非常に薄いため、それらを組み合わせて強力な単一のドライブユニットにすることができる。これによって、他の電気モーターに比べて重量は3分の1になり、より効率に優れ、出力密度はテスラの3倍にもなる。

YASAの創業者でCTO(最高技術責任者)を務めるTim Woolmer(ティム・ウールマー)氏は、電気モーターの設計にこのような新しいアプローチを考案した人物だ。TechCrunchは、同氏にインタビューして次の展開を探った。

TC:これまでの歩みを教えてください。

TW:私たちが12年前に始めた時の検討事項は「電気自動車を加速させよう」「電気自動車をより早く普及させるためにできることをしよう」というものでした。私たちは今、20年にわたる革命の10年目に入っています。10年後に販売される新車は、間違いなくすべて電気自動車になるでしょう。技術者にとって、革命の時代ほどエキサイティングなものはありません。なぜなら、そこで重要なのは技術革新のスピードだからです。私たちにとってエキサイティングなのは、革新を加速させることです。それこそがメルセデスとのパートナーシップで興味深いところです。

TC:あなたが考え出したモーターは、何が違っていたのですか?

TW:私が博士号を取得した当初は、白紙の状態から始めました。その時に考えたことは、10年後、15年後の電気自動車産業が必要とし、我々がそれに応えることができるものは何か、というものでした。それはより軽く、より効率的で、大量生産ができるものです。2000年代には、軸方向磁束モーターはあまり一般的ではありませんでしたが、軸方向磁束モーターの技術に新しい素材を使ったいくつかの小さな工夫を組み合わせることで、私はYASA(Yokeless And Segmented Armature)と呼ばれる新しい設計に辿り着いたのです。これは軸方向磁束型の軽量な配列を、さらに半分にまで軽量化したものです。これにはローターの直径が大きくなるという利点もあります。つまり、基本的にトルクは力×直径なので、直径が大きくなれば同じ力でもより大きなトルクを得ることができます。直径を2倍にすれば、同じ材料で2倍のトルクが得られるということです。これが軸方向磁束型の利点です。

TC:メルセデスによる買収は完了しましたが、次は何をするのですか?

TW:私たちは基本的に完全子会社です。メルセデスの産業化する組織力を活用していくつもりです。しかし、重要なことは、自動車業界で技術がどのように拡散していくのかを見ると、まずはフェラーリのような高級車から始まり、それから大衆車に降りてきて、そのあと大量生産されて拡がっていくということです。この分野において、メルセデスは産業化に関して世界的に進んでいる企業です。今回のパートナーシップの背景には、そのような考え方があります。

TC:ここから先は、他にどのようなことができるのでしょうか?

TW:私たちは、高出力、低密度、軽量なモーターで、スポーツ性能と高度な産業化を両立させることができます。それによって私たちは、あらゆることに対応できる類まれな立場にあります。

将来の計画については語ろうとしなかったものの、ウールマー氏が電気自動車と電気モーターの分野で注目すべき人物であることは確かだ。メルセデスによる買収後、YASAは下のようなビデオを発表した。

画像クレジット:Oxford Mail

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(文:Mike Butcher、翻訳:Hirokazu Kusakabe)

電動航空機の実現はH3Xの斬新な電動モーターで加速される

未来が「乗り物の電動化」へと向かっていることは間違いないが、乗り物の電動化とは、単に化石燃料で動くモーターをバッテリー駆動モーターに置き換えれば実現できる、というものではない。航空機の分野では特にそうだ。H3Xは、既存のどの電動モーターよりも画期的で高性能な完全一体型電動モーターで、電動航空機の実現への道のりを加速させようとしているスタートアップである。

H3Xの創業者チームはCEOのJason Sylvestre(ジェイソン・シルベスター)氏、CTOのMax Liben(マックス・ライベン)氏、COOのEric Maciolek(エリック・マシオレック)氏の3人で構成されている。彼らが出会ったのは、大学で電動自動車を製作してレースで競うカリキュラムに参加したときだった。その後、それぞれTesla(テスラ)やSpaceX(スペースエックス)をはじめとするテック企業や自動車会社で働いた3人は、米エネルギー省が高出力密度の電動モーターの性能をさらに向上させる技術に対して報奨金制度を設けたのを知り、再びチームを組んだ。

「この課題はまさに自分たちの得意分野であり、熱心に取り組みたい分野でもあった。だから、ワクワクしたよ。さまざま輸送業界が化石燃料からの脱却を目指していることに僕たちも注目している。今後数十年の間にいろいろな乗り物が電動化されて地上での二酸化炭素排出量が減少していく一方で、航空業界が世界の排出量に占める割合は増加していく。それで僕たちは、思い切って一歩踏み出すことに決めて、Y Combinator(ワイ・コンビネーター)に申し込んだんだ」とライベン氏は語る。

電動航空機は、まだ初期段階で荒削りの分野だが、突飛な発想というわけではない。実際、ドローンのような軽量飛行装置であれば現在入手できるバッテリーやモーターでもかなりの性能で飛ばせるし、水上飛行機のような軽量の電動改造機も短距離のフライトが可能だ。しかし、今のところはこの程度が電動飛行機の限界だ。

最大の問題は、とにもかくにもパワーが足りないことだ。航空機のプロペラを回して推進力を得るために必要なエネルギーは、機体の大きさと質量に比例して指数関数的に増加する。ドローンであれば数kWhの電力で飛ばせるし、軽量飛行機であれば電動自動車レベルのバッテリー数個で飛ばせる。しかし、それよりも大きい機体を飛ばすエネルギーを得るにはサイズも重量も大きいバッテリーが必要になるため、フライトの実現は難しくなる。

画像クレジット:H3X

もちろん、この状況は変えられない、というわけではない。改善するには、一般的な方法が2つある。1つはバッテリーの性能を向上させること、もう1つはモーターの性能を向上させることだ。つまり、同じ質量に貯蓄できるエネルギーを増やすか、今あるエネルギーをいかに効率的に使うか、ということである。どちらの方法も、多くの企業がこぞって取り組んでいる課題だが、H3Xは、出力密度の点で、一夜にして新たな産業が生まれるほどの飛躍的な進歩を遂げたと主張している。キログラムあたりの出力が10%か20%向上する(例えば重量50ポンド(約23kg)のモーターの出力が100馬力から120馬力になる)だけでも特筆すべきことなのだが、H3Xのモーターは競合他社より約300%も高い出力を実現したという。

いったいどうやって実現したのだろうか。そのカギは「一体化」にある、とライベン氏は説明する。それぞれの部品を見ると既存のモーターや電力装置といくらか似ている点もあるが、H3Xは効率の最大化とサイズの最小化を目指して、設計を抜本的に見直した。

電動モーターは通常、モーター本体、電力伝導装置、ギアボックスという3つのコンポーネントで構成されており、それぞれが別個の筐体に収められている場合もあるし、それぞれを別々に調達し組み合わせて使う場合もある。この3つを1つの装置にまとめられない大きな理由は温度だ。例えば、ギアボックス用の冷却装置は、モーターや電力伝導装置が発生させる温度では作動しないし、その逆もまた然りだ。3つを一緒にすると、どこかが故障したり停止したりしかねない。当然のことながら、正しく機能するために必要とする条件はそれぞれ異なるためだ。

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H3Xはこの構造を、まったく新しい完全一体型の設計によって変えようとしている。「完全一体型」とはどのような意味なのか、ライベン氏は慎重に言葉を選んで次のように説明する。

「単にインバーターボックスをモーターの上部に取り付けて『完全一体型』と言っているわけではない。すべてのコンポーネントを同じ筐体とモーターに密接に統合させて、本当の意味で完全一体型のモーターを設計している。当社の電動モーターは、同水準の出力性能を持つモーターの中で、このような設計を採用した初めてのモーターの1つだ」。

「初めてのモーターの1つ」というのは「Airbus(エアバス)が一部のパワートレインにすでに導入している」というような意味ではない。研究プロジェクトの形で製作されたものはあっても、実用化を前提に製作されたものはH3Xのモーターが初めて、という意味だ。

すべてのコンポーネントを同じ筐体に収めて商用利用が可能なレベルまで実用化する点でH3Xほど前進できた企業はこれまでになかった、と言われると「本当にそうなのか」と疑いたくなる人もいるだろう。航空業界の既存プレイヤーが何年もかけて努力してきたことを、本当にH3Xの方が先に実現したのか、と思う人もいるかもしれない。しかし、ライベン氏によると、大企業はイノベーションの速度が非常に遅く、従来の方法に投資し過ぎている一方で、中小企業は、既存の設計の中で成功したものに改良を重ね、同程度の規模の同業他社と競い合うことによってリスクを回避できる場合が多いという。「当社が現在目指している性能レベルを実現しようとしている企業は他にはない」とライベン氏はいう。

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しかし、H3Xは、電動モーターの性能を3倍に引き上げるたった1つの秘策を偶然に発見した、というわけではない。

「当社は、いわゆる『メイン技術』1つに依存しているわけではない。特効薬のような技術があるわけではないんだ。最新の技術を大幅に上回る(例えば、性能を50%アップさせる)ための技術改良を数か所に施し、その他の多くの部分にも性能を10〜20%程度アップさせる改良を施した。これらを組み合わせた成果が、今のH3Xの性能だ。技術的リスクの側面から見ても、このようにリスクが分散されているのはいいことだと思う」とライベン氏は説明する。

ライベン氏は、それらの技術改良について、かなり詳細にわたって説明してくれたが、本記事の読者の中に彼のような技術屋はあまりいないだろうから、ライベン氏の説明をすべて書くと、ここまで読み進めてくれた読者でさえ、ページを閉じてしまうかもしれない。ライベン氏の説明を簡単にまとめると、材料、製造、電気部品の各分野で技術改良を行い、その成果を、各部分が互いの性能を高め合い、相乗効果を生み出すような方法で組み合わせた、ということだ。

例えば、H3Xが最近改良したパワースイッチ装置は、従来よりも高い温度と負荷に対応できるため、性能向上だけでなく、冷却システムを他のコンポーネントと共有することが可能だ。冷却システムを共有する仕組み自体も、純銅3Dプリントという新技術によって改良できるため、冷却性能を向上させて他のコンポーネントと同じ筐体に収めることが可能になる。また、3Dプリント技術を使うことによって部品内部の形態を自在に設計できるため、モーター、ギアボックス、電力伝導装置すべてを、既存の定位置に固定するのではなく、それぞれに最適な位置に搭載できる。

そのようにして出来上がったのが、完全一体型電動モーター「HPDM-250」だ。競合他社が出している多くのモーターよりも小型でありながら、はるかに高い出力性能を持つ。現時点で販売されている最高レベルの生産用モーターの連続出力性能は、1kgあたり3~4kWだが、H3Xのプロトタイプは同13kWだ。そして、これは偶然にも、中距離旅客機の飛行を可能にする出力密度の理論値をわずかに上回る数値なのだ。

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前述のような最先端の技術をいくつも組み合わせると、性能が向上するより前にコストが跳ね上がり過ぎてしまうリスクがある。ライベン氏によると、H3Xのモーターは確かにいくつかの面では既存製品よりも高いコストがかかるが、より小型で完全一体型の設計により、別の面でコスト、時間、材料を削減できるという。

ライベン氏は次のように説明する。「『銅の3Dプリントなんて、コストが高過ぎる』と思うかもしれないが、もし純銅3Dプリントを使わなければ、超高性能のモーター巻線が必要になる。そして、この2つは製造方法が異なる。巻線を作るには数多くの手作業と人手が必要とされる【略】3Dプリントを使った方がはるかにシンプルだ。慣れていないので心理的に抵抗を感じるかもしれない。私の手元にあるBOM(部品表)とコスト一覧には、確かに高性能で高価な材料が列挙されているが、別の製品と比較して3倍も小型化された製品を売ることを考えると、それほど割高だとは感じないはずだ。当社がこれまで集めてきた顧客の意見を考慮すると、当社の立ち位置は間違っていないと思う」。

完全一体型のモーターは、保守作業も既存の市販製品より複雑だが、H3Xは開発を始めた当初からメンテナンスのことを考慮していた、とライベン氏は述べる。確かに、通常の電動モーターよりも多少は手間がかかるかもしれないが、最も安定していて高い評価を得ているガソリン駆動モーターよりもはるかに簡単にメンテナンスできるという。

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大幅な性能向上を実現したとH3Xが主張しているとはいえ、旅客機市場に参入するのは、H3Xに限らず、どの企業にとっても簡単にできることではない。航空業界のように規制が厳しい業界では、組み立て時に使用される結合部品1つを変更するだけでも、決められた作業と技術評価を何年も積み重ねなければならない。推力生成システムを変えるとなれば、なおさらだ。

そのためH3Xは、大幅に性能が改善された電動モーターが役立ちそうで、航空業界ほど規制が厳しくなく規模も大きくない他の多くの業界をターゲットにしている。現時点では、貨物ドローン電動ボート、電動エアタクシーを目にすることはめったにないが、モーターの出力や効率が大幅に向上すれば、これらの輸送手段がニッチな存在(あるいは構想・開発段階)から主流に躍り出る日が来るかもしれない。この3つはどれも、航続距離や最大積載量の向上から間違いなく大きな恩恵を受ける応用分野だ。

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徐々に旅客機レベルの性能へと近づけていくことも、実はそう遠くない未来に可能だとライベン氏は指摘する。「当社はすでにその方向に向かっている。実現できるまでに20年かかる、というような長い先の話ではない。ここ数年でタイムラインは劇的に短縮された。完全バッテリー駆動の電動輸送機は間もなく実用化されるだろう。ただし、もっと長距離のフライトになるとまだ難しい」。

H3Xのようなモーターは、ジェット燃料、バッテリー、場合によっては水素燃料電池を併用するハイブリッド航空機に応用することも可能だ。電気自動車へのシフトが一朝一夕には生じなかったように、航空機もすべて一斉に電動化されることはないし、電動モーターのメーカーとしてそれを目指す必要もない。「モーターはほとんどの分野に応用できる。それがモーターの強みだ」とライベン氏は語る。

H3Xは資金調達やパートナーの有無について公表しなかったが、ある程度の規模の出資やサポートをまったく受けずに同社がここまで来られたとは考えにくい。このような開発プロジェクトの場合、ガレージを改造したような作業場ではすぐに手狭になるからだ。しかし、明日(米国時間3月24日)に予定されているYコンビネーターのデモデイでのプレゼンが終われば、H3Xには向こう数週間、問い合わせの電話が殺到するだろう。そうなれば、シードラウンド調達の話がまとまることも十分あり得る。1億500万ドル(約116億円)の基本合意契約というのも悪くはないはずだ。

H3Xのプロトタイプが実環境でも開発環境と同じように驚異的な性能を発揮できたら、数多くの新しい電動輸送手段に採用されることは間違いないだろう。H3Xの動向が電動モビリティの未来にどのような影響を与えていくのか、今後も注目していきたい。

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タグ:H3Xモーター飛行機

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(文:Devin Coldewey、翻訳:Dragonfly)

エネルギー消費を抑制する電動モーター開発企業にロバート・ダウニー・Jr氏、ビル・ゲイツ氏が支援する企業が投資

とても小さなイノベーションが、グローバル気候変動を食い止めようとする世界の取り組みにかなり大きな影響を及ぼすことがある。間違いなく、これまでの気候変動対策における最大の貢献の1つがLEDライトへの転換だ。LEDライトはビル内のエネルギー消費を減らすことで数億トンもの二酸化炭素排出を減らした。

そしていま、Robert Downey Jr(ロバート・ダウニー・Jr)氏とBill Gates(ビル・ゲイツ)氏が支援する企業が、Amazon(アマゾン)やiPod発明者のTony Fadell(トニー・ファデル)氏のような投資家の仲間入りをしようとしている。グローバル気候変動を減速させるという世界の取り組みにおいて次のすばらしいイノベーションを持っていると確信している、Turntide Technologies(ターンタイド・テクノロジーズ)という会社に資金を注ぐためだ。そのイノベーションとは改良された電動モーターだ。

アーク反応器ほどに派手なものではないが、電球同様にモーターはユビキタスで、19世紀以来、基本的に同じように作動してきた完全に地味なテクノロジーだ。そして電球同様、アップグレードしようとしている。

「我々の地球を元の状態に戻すためのTurntideのテクノロジーとアプローチは、エネルギー消費を直接減らします」とFootPrint Coalitionの共同創業者Steve Levin(スティーブ・レビン)氏は述べた。

ビルのオペレーションは世界の二酸化炭素排出量の40%を占めている、とTurntideは声明に記した。また米エネルギー省によると、商業ビルで使用されるエネルギーの3分の1は無駄遣いだ。スマートビルディングテクノロジーはライトやエアコン、暖房、換気、他の重要なシステムを自動で効率的にコントロールすることでこうした無駄を省くインテリジェントなレイヤーを加えていて、Turntideの電動モーターではさらに節約できる。

だからこそ、投資家らは過去わずか6カ月でTurntideに1億ドル(約107億円)超を投資した。

iPod発明者でNestの創業者かつ元CEOのTony Fadell氏、2017年6月16日、フランス・パリ(画像クレジット:Christophe Morin/IP3/Getty Images)

CEOそして会長としてRyan Morris(ライアン・モリス)氏が率いるTurntideはイリノイ工科大学で最初に開発されたテクノロジーを商業化しようとしている。

Turntideの基本的なイノベーションはソフトウェアでコントロールするモーター、あるいスイッチリラクタンスモーターだ。これはコンスタントな電気の流れの代わりにエネルギーの正確なパルスを使っている。「従来のモーターでは、あなたが望むスピードで絶え間なくモーターに電流を流します」とモリス氏は話した。「我々はあなたがトルクを必要とするときだけ正確な電流量を流します。ソフトウェアで特徴づけられているハードウェアなのです」。

このテクノロジーの開発には11年かかった。モリス氏によると、システムを動かすための処理能力が存在しなかったためだ。

モリス氏は当初、2013年にテクノロジーを買収したMeson Capitalという投資会社に属していた。そしてモーターが実際にパイロット試験で機能できるようになるまでにさらに4年開発にかかった、と同氏はいう。同社は最後の3年を商業化戦略の検討と最初の市場での価値の提供に費やした。その価値とは、世界の気候変動につながっている二酸化炭素の排出の28%を占めている、ビルの暖房換気とクーリングシステムの改良だ。

「我々のミッションは世界中のモーターを取り替えることです」とモリス氏は述べた。

電動モーターが今日使われているところの95%にこのテクノロジーを応用できると同氏は推定しているが、まずはスマートビルディングに注力する。というのも、簡単に始めることができ、エネルギー使用量に対してすぐさま大きな影響を与えるところだからだ。

「我々が行っているカーボンインパクトはかなり巨大なものです」とモリス氏は2020年筆者に語った。「エネルギー削減量は平均で64%になります。もし米国のビルのすべてのモーターを取り替えることができたら、毎年3億トンの二酸化炭素隔離に相当します」。

だからこそロバード・ダウニー・Jr氏のFootprint Coalition、ゲイツ氏のBreakthrough Energy Ventures、そして不動産と建設を専門とするベンチャーファームFifth Wall VenturesはTurntideを支援すべく、 Amazon Climate Fund、ファデル氏のFuture Shape、BMWのiVenturesファンド、他の投資家に加わった。

Turntideは2020年10月にクローズし、米国時間3月3日に明らかになった8000万ドル(約85億6000万円)を含め、これまでに約1億8000万ドル(約192億7000万円)を調達した。

明らかにビルはTurntideが最も注力するところだ。同社は3月2日、カリフォルニア州サンタバーバラ拠点のRiptide IOという小さなビル管理ソフトウェアデベロッパーの買収を発表した。しかし他の大きな産業への応用がある。電気自動車だ。

「2年後、我々のテクノロジーは必ず電気自動車に使われています」とモリス氏は話した。

「我々のテクノロジーは電気自動車産業で大きなアドバンテージがあります。どのEVも電動モーターのパフォーマンスを高めるためにレアアースを使っています。レアアースは高価で、鉱山を破壊し、中国が世界のサプライチェーンの95%を握っています。当社は外国産の材料、レアアース、マグネットは一切使っていません。我々はそれをかなり高度なソフトウェアと計算で取り替えます。ムーアの法則がモーターに適用されるのは初めてです」とモリス氏は語った。

カテゴリー:EnviroTech
タグ:Turntide気候変動投資電動モーターロバート・ダウニー・Jrビル・ゲイツ

画像クレジット:Chris Unger/Zuffa LLC / Getty Images

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(文:Jonathan Shieber、翻訳:Nariko Mizoguchi