電動化(EV)

モーター

自動車の駆動用モーターは小型・高効率・軽量・静粛性が求められます。求められる性能を実現するため，磁石材料の改良，巻線形状の工夫，モーターの構造の変更など，多岐に渡る開発が実施されます。モーター開発においてはモーターを構成する材料の試験・分析やモーター構造の観察・計測などが求められています。モーター開発において主要部品ごとで実施される評価項目を紹介します。評価項目名をクリックすると評価設備の紹介ページが閲覧できます。

ステータ：コイル

• 引張試験（静的試験機)
• ギガサイクル疲労試験（疲労試験機）
• 被膜の厚み観察（X線CT非破壊観察装置）
• 被膜の厚み観察（レーザー顕微鏡）
• 熱処理後の残留応力解析（XRD）

ステータ：溶接部

• せん断試験（静的試験機）
• 組成分析（EPMA)
• 接合面積の非破壊観察（X線CT非破壊観察装置)
• 欠陥の非破壊観察（X線CT非破壊観察装置)

軸

• 曲げ試験（静的試験機）
• ねじり疲労試験（疲労試験機）
• バンプフォイルのたわみ評価（静的試験機）
• プレス部品の形状計測（X線CT非破壊観察装置）

モータコア

• たわみ評価（静的試験機）
• カシメ締結力評価（静的試験機）
• 接着強度評価（静的試験機）

軸受け

• 軸力垂直方向負荷時のたわみ評価（静的試験機）
• 軸力方向圧縮試験（静的試験機）
• 疲労試験（疲労試験機）
• グリースからの揮発成分分析（FTIR）

磁石

• 磁石の吸着力評価（静的試験機）
• 磁石の焼結工程を模擬した高温圧縮評価（静的試験機）
• 磁石の破壊試験（静的試験機）
• メッキの膜厚測定（EDX）
• 組成分布（EPMA）

ASSY

• モーターコアの圧入強度試験（静的試験機）
• モーターケースの圧縮強度試験（静的試験機）
• モーターの破壊試験（静的試験機）
• モーター中のコイルの状態確認（X線CT非破壊観察装置）
• オイルクーラント中の異物検査（粒度分布測定器）

材料

• 機械特性値評価（静的試験機）
• 金属部品の元素分析
• 熱処理部品の硬度分布（HMV）
• 絶縁部材原料や磁性体原料の粒度分布（DIA）
• 磁性粉末の強度試験（MCT）
• プラスチック部品からのアウトガス分析（PY-GCMS）
• 環境規制物質の分析（EDX）
• 環境規制物質の分析（GCMS）

異物分析

• 有機物の異物分析（FTIR）
• 無機物の異物分析（EDX）
• 無機物の異物分析（EPMA）

ギヤボックス

ギヤボックスは電動化に伴い軽量、コンパクト、高効率化が求められます。要求性能の変化に伴い、新材料や新加工技術の採用を含めた新たな要素技術開発が求められます。ギヤボックスの開発・製造においてはギヤボックスを構成する材料の試験・分析、加工による性能向上の評価、長期使用時の劣化・耐久・寿命評価などが求められています。
ギヤボックスの開発から生産に至る過程において、業務ごとで実施される評価項目を紹介します。評価項目名をクリックすると評価設備の紹介ページが閲覧できます。

シミュレーションに使用するベースデータ取得

• 機械特性（静的試験機）
• 剛性評価（静的試験機）
• 熱膨張係数（熱分析）

プロセス分析：熱処理

• 焼き入れ後の強度評価（静的試験機）
• 高温化での衝撃試験（HITS）
• 高温化での耐久試験（疲労試験機）
• 硬化層深さ（硬度試験機）
• 組成分析（炭化、窒化）（EPMA）

プロセス分析：切削加工

• 切子の挙動観察（高速度カメラ）
• 加工面の表面形状観察（OLS）
• 切削油分析（FTIR、ICP）

プロセス分析：異物分析

• 無機物の異物分析（EDX）
• 有機物の異物分析（FTIR）

プロセス分析：鋳物・ダイキャスト

• 離型剤分析（GCMS）
• 離型剤分析（FTIR）
• 離型剤分析（GC）
• 鋳砂粒の粒度分布評価 （SALD）
• 鋳砂粒の強度評価（MCT）

試作品評価

• 表層の傷・コーティングの空壁の非破壊検査（超音波光探傷）
• 鋳物の巣の非破壊検査 （X線CT非破壊観察装置）
• 試作品耐久試験（疲労試験機）
• 試作品破壊試験（静的試験機）
• ギヤに挟まった有機物の異物分析（FTIR）
• ギヤに挟まった無機物の異物分析（EDX）
• ギヤに挟まった異物観察（レーザー顕微鏡）
• ギヤ摺動時に発生する潤滑油由来のガス成分分析（水素ガス含む）（GC）
• ギヤ摺動時に発生する潤滑油由来のガス成分分析（FTIR）

破壊時の詳細分析

• 破壊断面の組成分析 （XRF）
• 破壊断面の組成分布（EPMA）

インバータ

e-axleのコンパクト化が求められる中で、インバータはトランスミッションやモーターへの直接実装化、素子の高密度化による部品点数の削減などの開発が進められています。開発過程では放熱対策や衝撃・振動対策が重要であり、ECUの内部非破壊観察や接合部の疲労耐久試験などが求められており、ここではインバータ開発において主要部品ごとで実施される評価項目を紹介します。評価項目名をクリックすると評価設備の紹介ページが閲覧できます。

素子

• 素子内の観察（X線CT非破壊観察装置）
• エポキシ封止材の流動性評価 （フロー式粘度計）
• 微小化した素子の強度評価（静的試験機）

基板

• 接合部の観察（X線CT非破壊観察装置）
• 素子の挿入評価（静的試験機）
• 繰返し負荷の耐久試験による接合部断線の評価（疲労試験機）

材料

• ハンダ材料：組成分析（EPMA）
• 機械特性値評価（静的試験機）

潤滑油

潤滑油による駆動部の摺動低減は燃費向上と駆動部品の長寿命化にとって重要な要素です。潤滑油の開発においては劣化評価や潤滑油膜形成過程の観察などが求められます。

アプリケーション

• 潤滑油の劣化分析

LiB（リチウムイオン電池）

リチウムイオン二次電池は高電圧で高エネルギー密度な設計が可能であることから、携帯電話やラップトップコンピュータなどの民生用電子機器に広く使用されています。環境負荷低減と燃費向上に対する消費者の関心の高まりから、ハイブリッド自動車(高電圧)や電気自動車(EV)に使われる電池開発が進められており、出力、効率および性能の向上につながると期待されています。電池の部品性能は、部品に用いられる材料特性により大きく影響を受けるため、材料特性については組成、構造、表面特性、強度、耐久性、硬度等の様々な視点で評価が実施されています。また、電池の安全性評価のために電池の非破壊内部観察、電池の圧壊、突き刺し試験/衝撃試験なども実施されています。

アプリケーション

• 銅電極上に存在するリチウム塩の分布，偏析および化学状態の分析
• 薄膜Liイオン電池材料物質の表面および界面の解析
• 電池材料の熱特性評価
• 電池材料金属粉末の炭素量測定
• リチウムイオン電池セパレータの温度による強度特性評価
• リチウムイオン二次電池セパレータのSPM観察
• X線CTシステムによるリチウムイオン電池の電極の観察
• リチウムイオン二次電池材料分析・試験
• リチウムイオン電池の正極材料評価に最適！～ ラボ内で完結する新たな化学状態解析システム ～
• Liイオン電池セパレータの多角的評価
  島津アプリケーションノートNo.11(電機・電子)
• 電気化学溶液セルを用いた電解液中負極近傍の添加剤層の可視化

関連情報

• スタック電池強度評価試験システム
• リチウムイオン二次電池充放電評価システム
• リチウムイオン二次電池圧縮試験システム
• エア内圧疲労耐久試験システム
• リチウムイオン電池正極材料向け化学結合状態解析システム Xspecia(製品特長紹介動画:会員制サイト内)

FC（燃料電池）

燃料電池は、水素燃料の電気化学反応で得られたエネルギーを直接電気エネルギーに変換しています。燃料電池は高効率で水しか排出されないことから、エネルギー問題と環境問題の解決に大きな関心が寄せられています。しかし、普及には性能、耐久性の向上ならびにコスト低減が求められており、燃料電池の物性測定、構造解析、形態観察、各種強度試験など、燃料電池の多面的な評価が求められます。

アプリケーション

• X線CTシステムによる燃料電池MEAの観察
• 水素環境下での強度試験
• 水素燃料品質管理に用いられる分析装置

関連情報

• 燃料電池材圧縮抵抗測定システム