NEロードスターはハイブリッド化する？マツダ新特許のインバーター技術を分析

次期NEロードスターは、ガソリンエンジンを残すのか、それともハイブリッド化されるのか。新たに確認されたマツダの特許によって、この議論が再び注目されています。特許の中心は、ハイブリッド車に必要なパワーコンバーター、いわゆるインバーターを小型化し、限られた空間へ配置しやすくする技術です。ただし、特許書類にロードスターやMX-5の名称はなく、記載されたパワートレインの配置も現行ロードスターとは異なります。そこで今回は、特許で確認できる技術と、NEロードスターとの関係について現時点で確実に言えることを整理します。

NEロードスターのハイブリッド化が注目される背景

一般にNE型と呼ばれる次期ロードスターでは、軽量な車体と内燃機関を維持する方向性が注目されてきました。私もこれまで、車重1トン未満を目指す軽量化戦略を踏まえると、モーターやバッテリーを追加するハイブリッド化は簡単ではないと整理しています。

一方、将来の環境規制への対応を考えれば、ガソリンエンジンだけで販売を続けられる期間には不透明な部分があります。NEが最後のガソリン車になるかは2035年規制の行方にも左右されます。この状況で登場したのが、米国特許第12673545号に記載されたハイブリッド用パワートレイン構造です。

マツダ新特許の薄型インバーターとは

バッテリーとモーターの電気を変換する装置

出典：uspto.govより

インバーターは、高電圧バッテリーの直流電力を、モーターの駆動に必要な交流電力へ変換する装置です。減速時にモーターで発電する場合は、交流から直流へ変換してバッテリーへ戻します。ハイブリッド車には欠かせない部品ですが、パワー半導体やコンデンサー、バスバーなどを収めるため一定の容積が必要です。

主要部品を水平方向に並べて高さを抑える

出典：uspto.govより

今回の特許では、DCバスバー、平滑コンデンサー、パワーモジュール、ACバスバーを電気の流れに沿って配置します。主要部品を上下に積み重ねるのではなく、水平方向へ並べることでケース上部を薄くできる構造です。内部の接続距離を短縮できるため、配線スペースだけでなく電気抵抗やインダクタンスを抑える効果も示されています。

L字型に近いケースでデッドスペースを使う

出典：uspto.govより

ケースは薄い上部と、端から下方向へ張り出す部分で構成されています。下側の張り出し部分をモーターを収めるハウジングの側面へ逃がし、上部を低く保つ仕組みです。四角い箱をモーターの真上に載せる構造よりも、周辺部品を配置する自由度を高められます。

新特許が解決するハイブリッド車の3つの課題

限られたパワートレイン周辺の設置スペース

ハイブリッド化では、エンジンと変速機に加えてモーター、インバーター、高電圧配線、冷却系統が必要です。薄型ケースをハウジングの曲面に沿わせれば、上方向への張り出しを抑え、ほかの補機類を置く空間を確保しやすくなります。

高電圧配線の接続と組み立て作業

ACバスバーはケース下部からモーター側へ伸び、インバーターを車幅方向へ動かすことで接続部へ差し込める構造です。上から工具を入れて配線を接続するための大きな作業空間が不要になり、パワートレインを組み立てる際の上下方向の余裕を小さくできます。

前面衝突時の高電圧部品の保護

パワーコンバーターは、エンジンまたはモーターを収めるハウジングの前端より後方へ配置されます。前面衝突時には、前方にあるエンジンやハウジングが先に衝撃を受けるため、インバーターへ直接加わる荷重を減らす構成です。省スペース化だけでなく、衝突時の保護も設計条件に含まれています。

1トン未満戦略とハイブリッド化は両立できるのか

インバーターの小型化と車両の軽量化は別問題

今回の特許によって確認できるのは、主にインバーターの高さと設置スペースを抑える方法です。モーター、高電圧バッテリー、冷却装置を含むシステム全体の重量は示されていません。そのため、この技術だけでNEロードスターを1トン未満のハイブリッド車にできるとは判断できません。

特許のレイアウトはロードスターのFR構成と異なる

さらに重要なのは、特許で説明される実施例が、直列4気筒エンジンを横置きし、その横にクラッチ、モーター、変速機、デファレンシャルをまとめた構造であることです。縦置きエンジンと後輪駆動を採用するロードスターの基本レイアウトとは一致しません。

特許のシステムは、エンジンのみ、モーターのみ、両方を使った走行に対応するパラレルハイブリッドとして説明されています。これは単純な12Vや48Vのマイルドハイブリッドより広い機能を持つ構成ですが、NEロードスター用として示されたものではありません。

NEロードスターはハイブリッド化されるのか

結論から言えば、今回の特許だけでNEロードスターのハイブリッド化が決まったとは言えません。確実に分かるのは、マツダがハイブリッド車に必要なインバーターを薄型化し、限られたスペースへ搭載しやすくする技術を開発していることです。

この技術は、電動化によって部品点数が増えるという問題を、配置の工夫によって解決しようとするものです。そのため、車体が小さく、搭載スペースに余裕がないロードスターとの相性を想像したくなります。しかし、特許にはロードスターやMX-5、NEという名称は記載されていません。

また、特許で示されているのは横置きエンジンを前提としたパワートレインです。縦置きエンジンと後輪駆動を採用するロードスターとは、基本的な構造が異なります。今回の特許を、そのまま次期ロードスター向けの技術と判断することはできません。

つまり、現時点で読者が押さえておくべきなのは、NEロードスターのハイブリッド化が判明したのではなく、マツダが小型車にも搭載しやすいハイブリッド技術の開発を進めているという点です。NEロードスターがガソリン車になるのか、モーターによる電動アシストを採用するのかは、正式なパワートレイン情報が発表されるまで確定しません。

Reference：autoguide.com

よくある質問（FAQ）

Q1.NEロードスターのハイブリッド化は決定していますか？

いいえ、現時点では決定していません。今回確認されたのは、マツダがハイブリッド車向けの薄型インバーター技術を開発しているという事実です。特許にはロードスター、MX-5、NEという名称は記載されていません。

Q2.マツダの新特許はどのような技術ですか？

ハイブリッド車に必要なインバーターの主要部品を水平方向に配置し、装置全体の高さを抑える技術です。L字型に近いケースを採用することで、モーターや変速機周辺の限られた空間を有効に使える構造になっています。

Q3.薄型インバーターにはどのような利点がありますか？

パワートレイン周辺の設置スペースを減らせるほか、高電圧配線の短縮や組み立て作業の効率化が期待できます。インバーターを車両前方から離して配置することで、前面衝突時の高電圧部品の保護にも配慮されています。

Q4.ハイブリッド化しても車重1トン未満を実現できますか？

今回の特許だけでは判断できません。インバーターを小型化できても、モーター、バッテリー、冷却装置などの重量が加わります。特許にはハイブリッドシステム全体の重量や、搭載車両の目標重量は示されていません。

Q5.この特許はNEロードスター向けの技術ですか？

NEロードスター向けとは確認されていません。特許で示された実施例は横置きエンジンを前提としており、縦置きエンジンと後輪駆動を採用するロードスターの構造とは異なります。特許取得と市販車への採用決定も同じではありません。