電気自動車は、どうやって走る?電池→インバーター→モーターの流れを、図でやさしく解説

EVは、電池にためた直流の電気を、インバーターで交流に変えて、モーターに送り、モーターが回転を作って走ります。ブレーキのときは、この流れが逆になり、モーターが発電機になって、電池に電気を戻します(回生ブレーキ)。

前回は、EVとガソリン車の、いちばん大きな違いを見ました。今回は、EVの心臓部、電気の流れを、順番にたどります。

結論:電池 → インバーター → モーター

EVの電気の流れは、3つの部品で言えます。

1. 電池:電気をためる。
2. インバーター:電池の電気を、モーターが使える形に変える。
3. モーター:電気で、回転を作る。

ブレーキのときは、向きが逆になります。モーターが発電機になり、電気を電池に戻します。

1. 電池:電気を、ためておく場所

EVの電池は、リチウムイオン電池です。ワシントン大学のClean Energy Instituteの説明で、しくみを見てみます。

• 電池の中には、負極(アノード)と正極(カソード)があり、間を電解質が満たしています。両極の間には、セパレーターという、電極どうしが触れないようにする壁があります。リチウムイオンは、この壁を通れます。
• 負極は、ふつうグラファイト(黒鉛)。リチウムは、炭素の層のすきまに入って、ためられます。
• 正極の材料は、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウムなど、いくつかあります。
• 放電(電気を使うとき)は、負極のリチウムが電子を手放して、イオンになります。イオンは電解質の中を正極へ進み、電子は、外の回路を通って正極へ向かいます。この電子の流れが、電流です。

同じ説明によると、リチウムは原子が軽くて小さいので、高い電圧と、軽さのわりに多くの電気をためられます(1セル最大3.6V、エネルギー密度は最大330Wh/kgと書かれています。これは、ページが紹介する、電池全般の数字で、テスラの電池の数字ではありません)。

Model 3の電池

テスラのManualで確認できたことは、次のとおりです(シンガポール版)。

高電圧電池が、走るための電池です。低電圧電池は、ライトや画面などの、小さな電気のためのものです。

高電圧の電気から、低電圧の電気をつくる装置を、DC/DCコンバーターと言います。米国エネルギー省のAFDCは、この装置を「駆動用電池の高電圧DCを、補機用の電気に変えるもの」と説明しています。

2. インバーター:直流を、交流に変える

電池が出す電気は、直流(DC)。いつも同じ向きに流れる電気です。

一方、EVの多くのモーターは、交流(AC)で回ります。交流は、向きが、たえず入れ替わる電気です。

インバーターは、この橋渡しをします。Bosch Semiconductorsの用語集は、トラクションインバーターを「電池の直流を、3相の交流に変えて、モーターを駆動する、パワーエレクトロニクスの装置」と説明しています。

米国エネルギー省のAFDCは、こう書いています。パワーエレクトロニクス・コントローラーは、モーターの速さと、モーターが出すトルク(回す力)を、制御する。

つまり、アクセルを踏む量を、電気の出し方に変えるのが、インバーターです。

ブレーキのときは、逆になる

Boschは、インバーターが「電力の流れを逆にすることで、回生ブレーキを可能にする」と書いています。減速のとき、モーターは発電機になり、そこでできた交流を、インバーターが直流に直して、電池に戻します。

補足:炭化ケイ素(SiC)

インバーターの中の半導体には、炭化ケイ素(SiC)を使うものがあります。Boschは、SiCの半導体を、ふつうのシリコンより、高いスイッチング周波数と高い温度で使える、と説明しています(Boschの製品についての説明です)。

テスラのModel 3のインバーターに、SiCが使われている、という報道はあります(2018年に、STMicroelectronicsのSiCモジュールを使った、という内容のティアダウン報告が紹介されました)。ただし、テスラの公式マニュアルには、この記載がありません。この記事では、「報道がある」までにとどめ、断定はしません。

3. モーター:電気を、回転に変える

モーターは、電気から回転を作ります。Model 3のマニュアルでは、次の2種類が確認できます。

• 永久磁石同期モーター:回る部分に、強い磁石が入っています。
• 誘導モーター:回る部分に、磁石がありません。外側から作った回転する磁界によって、電気が誘導されて回ります。

なぜ、Model 3の後ろは、永久磁石なのでしょうか。テスラの主任モーター設計者、Konstantinos Laskaris氏は、2018年にシカゴの展示会で、こう話したと、Electrekが伝えています(講演の日付は、記事に書かれていません)。

つまり、コストと航続距離のバランスで選んだ、という説明です。ただし、Model 3の細かいモーター型式は、記事も、はっきりしないとしています。また、今のModel 3やModel Yの最新の構成は、この記事では確認していません。

全体をつなげる

AFDCが挙げる、EVの主な部品を、役割ごとにまとめます。

(熱のしくみは、第2部の後の話で、くわしく見ます。)

よくある質問

まとめ

• EVの電気の流れは、電池 → インバーター → モーター → 車輪。ブレーキのときは、逆向きになり、電池に電気が戻る。
• 電池は、リチウムイオン。放電のとき、リチウムイオンが負極から正極へ動き、電子が外の回路を流れる(UW)。
• Model 3:高電圧電池は液冷、公称355V。低電圧電池は15.5V、6.9Ah(テスラのマニュアル)。
• インバーターは、電池の直流を、3相の交流に変える。モーターの速さとトルクを制御し、回生では、流れを逆にする(Bosch、AFDC)。
• Model 3のモーター:後ろ=永久磁石同期、前(AWD)=誘導(マニュアル)。後ろの永久磁石は、コストと航続距離の兼ね合いで選んだ、と設計者が語っている(Electrek、2018)。
• SiCについては、報道はあるが、テスラの公式資料では未確認。

次の記事:モーターが作った回転が、どうやってタイヤまで届くのか、「力の流れ」を順番に見ていきます(準備中)。

出典(確認日 2026-10-13)

• University of Washington, Clean Energy Institute「Lithium-Ion Battery」: https://www.cei.washington.edu/research/energy-storage/lithium-ion-battery/
• Bosch Semiconductors「Traction inverter」(用語集): https://www.bosch-semiconductors.com/glossary/traction-inverter/
• U.S. Department of Energy, Alternative Fuels Data Center「How Do All-Electric Cars Work?」: https://afdc.energy.gov/vehicles/how-do-all-electric-cars-work
• Tesla「Model 3 Owner's Manual: Subsystems」(シンガポール版): https://www.tesla.com/ownersmanual/model3/en_sg/GUID-E414862C-CFA1-4A0B-9548-BE21C32CAA58.html
• Electrek(2018年2月27日、テスラのモーター設計者の講演を伝える記事): https://electrek.co/2018/02/27/tesla-model-3-motor-designer-permanent-magnet-motor/

この記事は、科学技術の学習を目的としたもので、投資の助言ではありません。事実と筆者の読み解きは、区別して書いています。図はAIで生成したイメージです。