※冒頭写真は再現されたジャメ・コンタント。※michelinchallengedesignより引用。

100km/hを支えたモーターは？

さて、葉巻型のEVレーサー、ジャメ・コンタントが人類初の時速100km/hを記録したのは1899年（明治32年）4月29日であった。20世紀を眼前にして、どんな時代だったのだろうか。

10年前の1889年にはパリ万博が開かれ、エッフェル塔が建設されている。そのエッフェル塔には116メートルも一気に昇降するエレベーターがあった。このエレベーターのモーターをジャメ・コンタント号にも使ったのだろうか。いやいや、エッフェル塔のエレベーターは水力式であった。

軽自動車に匹敵するジャメ・コンタント号のモーター

それはともかく1880～90年代のモーター技術はどんなものだったのか。EVの基本技術はモーターとバッテリーであるだけに、大いに気になる。ちなみにジャメ・コンタント号には25kW（34PS）のモーターが2基、計50kW（68PS）搭載されていた。ツインモーターの出力を合計すれば、軽自動車並みの出力だ。

Jamais contente
ジャメ・コンタントの構造を紹介する動画です。（Thierry LABOUREL on YouTube）

たとえば三菱の軽EV、i-MiEVのモーター出力は47kW（64PS）であった。いまから122年も前に、すでに軽自動車を走らせるのに十分な出力のモーターが存在したのである。ただし、モーターが要求する電圧と電流をバッテリーが流せないと、この出力を出すことはできない。

ジャメ・コンタント号の電池は現代に通用するか

ジャメ・コンタント号のモーターを前輪に1基、後輪に1基載せれば、EV軽並みの立派な4WD車になる。残るは電池だが、果たしてジャメ・コンタント号の電池が現代に通用するだろうか。

鉛蓄電池は1859年（明治になる9年前）に、フランス人のガストン・プランテにより発明されているので、1899年に時速100キロメートル出したジャメ・コンタント号に使われた電池『FULMEN』は、おそらく鉛蓄電池だ。

鉛蓄電池は、現在のエンジン車のスターター用電池として元気良く使われている種類の電池である。日本では1895年に島津製作所にて二代目島津源蔵が初めて試作に成功したことに始まる。島津製作所は、所員の田中耕一氏がソフトレーザーの研究でノーベル賞を獲得した事で知られるが、電池技術でも世界的な技術をもっている。

鉛蓄電池は瞬発力が強く、寒冷地でも働くが、一定のパワーをずっと出し続けるような使い方には向いていない。つまり航続距離型EV向きではない。しかし、瞬間パワーは驚くほど大きいので、0～100km/hのような競技には向いている。

ということで、ジャメ・コンタント号に使われた電池は、残念ながら当時のままでは現代の市販EVには通用しない。だが、航続距離もパワーも寿命も「そこそこでいい」というのであれば、立派に使える。つまり、現代の「より速く、より遠くへ、より快適に」移動したいという地球破滅型欲望には応えられないが、欲望の大きさと方向を変えれば、十分に使えるということだ。

ジャメ・コンタント号の資料をYouTubeで調べると、再現されたマシンが実際に走っている動画に行き当たる。けっこう速い。搭載しているのは鉛蓄電池に違いない！　コンバートEVと呼ばれる改造電気自動車のほとんどに使われる電池も、電気カートに使うのも、基本は鉛蓄電池である。鉛蓄電池を使えるように使うのである。

La Jamais Contente, First Car at 100 km/h in 1899, 100% Electric and Belgian
Xavier Van der Stappen on YouTube

人類は、なぜ、進歩するのか?

つまり、ごく普通に考えれば、122年前からEVの課題は電池の性能（だけ）だったのである。電池さえまともであれば、自動車は何の問題もなく、進歩する必要もなく、122年前から(包丁やのこぎりや斧のように)生活に溶け込んで人々を幸せにしていたのではないだろうか。

しかし、なぜ鉛蓄電池ではダメで、電池の進歩が求められたのだろうか。ここでは結論は書かないが、現代世界の問題を考えるうえで、この疑問は実に重要な命題である。

それにしても、モーターなる原動機は122年間、ほとんど進歩を必要としなかったのは、かなりショッキングな話だ。内燃機関ではまったく考えられないことだ。内燃機関は日々進歩することを宿命づけられていた。進歩しなければ生き残れなかったのだ。なぜ？　

内燃機関では、まずだれでもエンジンが始動できるようにセルモータを、そしてエンジンを止めずに発進できるクラッチを、そしてスピードを高める変速機の発明が必要だった。さらにパワーやトルクの動力性能の向上に始まり、騒音、振動、そして排ガス、さらにCO2と、内燃機関自動車の台数が増え、普及するほどに解決しなければならない課題が山積していった。　　　

これらの課題を解決することを進歩と呼ぶのであれば、進歩することを運命づけられていたのであった。内燃機関は、常々進歩が求められる未完成の動力機関だったということになる。とても122年前のエンジンを軽自動車で使えるものではない。それに引き換えモーターは122年前に完成していたといえるのだ。

必要な進歩ばかりではない

私たちは進歩こそが豊かさへのカギであり、進歩したから人々は幸せになったと、くどいほど教えられてきた。そして進歩してきた。で、どうなったか。

地球は温暖化し、気候は激しく変動し、世界の英知がCOP26に集まり、「我々はどう〈進歩〉すればよいのか」と話し合っている。彼らが話し合うべきはジャメ・コンタント号のモーターと現代のEVのモーターの違いについて学び、進歩について考えることではないだろうか。

上記のように、内燃機関にはたくさんの伸びる余地があった。それは研究開発に血道をあげられるということであり、研究の成果という果実をたくさん手に入れられるということであり、研究者を大いに楽しませ、多くの技術者とパーツメーカーを必要とするということであり、いってみればそれだけ楽しく、儲かるということだった。皮肉を込めて言えば、資本主義が拡大していった20世紀にふさわしい原動機だったのである。

一方、伸びる余地の少ないモーターは、論文を書いても博士号は取りにくく、実験するにも研究室は小さくて、実験器具も少なくて済み、実験に時間もかからない。つまり、金もかからず、儲からず、つまらない研究題材なのであって、資本主義的技術ではない。だが、それだけに地球環境への負荷は少ないのである。

ジャメ・コンタント号のモーターは直流モーター

今一度、ジャメ・コンタント号のモーターについて考えよう。まずは、モーターの基礎的知識だ。

モーターには永久磁石(PM＝パーマネント・マグネット)を使うものと使わないものがある。これまでは使わないモーターが主流であったが、永久磁石を使うと効率が高く、小型でコンパクトになることからこのモーターを使うEVがほとんどである。永久磁石同期モーター（ブラシレスDCモーター）だ。

ただし、永久磁石を使わない非同期モーター（誘導モーター）に比べると、永久磁石式は回転が滑らかではなく、ゴツゴツ感がある。また、空転時のエネルギー損失が大きく（回生ブレーキが効く）、出力が小さく、高級EVでは使わないケース（メルセデスEQC、テスラなど）もある。しかし、主流は同期型のブラシレスDCモーターだ。ただし、このモーターはネオジム等の希少金属を使用するため資源問題を抱えている

ブラシレスDCモーター（同期モーター）の登場は最近である。したがって、ジャメ・コンタント号のモーターは永久磁石を使わないモーターとなる。このモーターには直流式と交流式がある。

おもなモーターの種類

ジャメ・コンタント号に使われた(はずの)直流モーター

直流モーターは「固定子」と「電機子」と「整流子」で成り立っている。固定子は、モーターの筒の内側に銅線で巻かれたコイルである。回転はせずモーターの筒の内側に固定されている。

電機子はコイルが巻かれた回転する筒で、コイルは極の数だけ独立して巻かれている。小中学校で製作する模型のモーターは直流モーターで、シンプルなのは2極あるいは3極型で、独立して筒形に巻かれたコイルの塊が2つあるいは3つある。

コイルが巻かれた塊は、ひとつの筒にまとめられ電機子となる。この塊ごとに外から電気を受け取る端子があり、端子を筒形に並べた筒が整流子である。

ここにカーボン（炭素）で作られたブラシが接し、電流がブラシを経てそれぞれのコイルに流され、N極とS極に適切に切り替わるように電流が流される。整流子は回転型の電気スイッチである。

ちなみに他のモーターのこのスイッチには、半導体式のスイッチング素子=パワー半導体が使われている。大電流、高電圧の電気をオン・オフさせるこの半導体は、EVの要の素子である。ということで整流子もカーボンブラシも使わない。それで「ブラシレスモーター」と呼ばれる。

と、いろいろと説明したところでわからないのは、私の力不足である。お許しを。だからとモーターを分解してみても、なかなかわからないのでよろしく。

直流モーターの仕組みとは？
「Lesics 日本語」 on YouTube

さて、ジャメ・コンタント号のモーターは、上記のブラシを持つ直流モーターだと考えられる。高級な技術の半導体を使わずにジャメ・コンタント号は走った（というかまだ半導体はなかった）のだ。しかも人類で最初に時速100キロメートルを記録した。それで十分ではないだろうか。

では、なぜ現代のEVはパワー半導体を必要としているのか。このEV創世期では、そんな疑問に真正面からぶつかっていこうと思っている。

（文／舘内 端）