シリーズ・パラレルハイブリッドとは？仕組みとメリットを解説
車を知りたい
先生、シリーズ・パラレルハイブリッド方式って、シリーズ方式とパラレル方式のいいとこどりってことですか？
自動車研究家
いいところに気づいたね！その通りだよ。シリーズ・パラレルハイブリッド方式は、状況に応じてシリーズ方式とパラレル方式を自動で切り替えることで、両方のメリットを活かそうとしているんだ。
車を知りたい
どういう時に切り替わるんですか？
自動車研究家
例えば、発進時や低速走行時など、エンジンの効率が悪い時はモーターだけで走るシリーズ方式。そして、加速時や高速走行時など、エンジンのパワーが必要な時は、エンジンも使って走るパラレル方式に切り替わるんだ。このように、状況に応じて最適な方式を選ぶことで、燃費の向上や排出ガス削減を実現しているんだよ。
シリーズ・パラレルハイブリッド方式とは。
「シリーズ・パラレルハイブリッド方式」とは、電気モーターとエンジンなどを組み合わせたハイブリッド車の駆動システムの一つです。ハイブリッド車の駆動システムは、(1)シリーズ方式、(2)パラレル方式、(3)シリーズ・パラレル方式の3種類に大きく分けられます。シリーズ・パラレルハイブリッド方式(SPHV)は、その名の通りシリーズ方式とパラレル方式の両方の機構を持ち、走行状況に合わせて最適な駆動方式を自動的に選択します。1997年に発売されたトヨタ・プリウスが、この方式を採用した最初の車です。例えば、アイドリング時や低速走行時など負荷が小さい場合は、電気モーターで走行するシリーズ方式の方が熱効率に優れているため、エンジンは発電機の駆動のみに使用されます。一方、高速走行時など負荷が大きい場合は、エンジンで直接タイヤを駆動するパラレル方式の方が熱効率に優れているため、そちらに切り替わります。このように、シリーズ・パラレルハイブリッド方式は、あらゆる走行状況において、高い燃費性能と低い排出ガスレベルを実現できるのです。
ハイブリッドシステムの種類
ハイブリッドカーと一口に言っても、実はそのシステムにはいくつかの種類があります。大きく分けると、「シリーズハイブリッド」「パラレルハイブリッド」「シリーズ・パラレルハイブリッド」の3つに分類されます。
それぞれの特徴を簡単に説明すると、シリーズハイブリッドはエンジンで発電機を回し、その電力でモーターを駆動する方式です。電気自動車に近いシステムと言えるでしょう。
パラレルハイブリッドは、エンジンとモーターの両方を駆動力として用いる方式です。状況に応じてエンジンとモーターを使い分けることで、燃費を向上させています。
そして、シリーズ・パラレルハイブリッドは、シリーズ方式とパラレル方式を組み合わせた方式です。複雑な制御システムにより、状況に応じて最適な駆動方式を選択し、燃費と走行性能を両立させています。
シリーズ・パラレルハイブリッド方式(SPHV)の仕組み
シリーズ・パラレルハイブリッド方式(SPHV)は、シリーズ方式とパラレル方式の両方の特徴を兼ね備えたハイブリッドシステムです。状況に応じてエンジンとモーターの使い分けをより柔軟に行うことで、高い燃費性能と力強い走りを両立させています。
SPHVは、複雑な制御システムによって、
* モーターのみでの走行(EV走行)
* エンジンのみでの走行
* エンジンとモーターの併用
を状況に応じて切り替えています。例えば、発進時や低速走行時はモーターのみで静かに走行し、加速時や高速走行時はエンジンとモーターを併用して力強い走りを発揮します。また、減速時にはモーターを発電機として作動させ、バッテリーに電力を蓄える回生ブレーキも備えています。
シリーズ方式とパラレル方式の使い分け
シリーズ方式とパラレル方式、それぞれの特性を活かすことが、ハイブリッド車の効率的な走行には重要となります。 一般的に、低速走行時や停車・発進が多い場合は、モーターのみで走行できるシリーズ方式の方が効率的です。 なぜなら、エンジンが停止している状態が多いため、エネルギーのロスを最小限に抑えられるからです。 一方、高速走行時や長距離走行の場合は、エンジンとモーターの両方を効率的に活用できるパラレル方式の方が有利となります。 エンジンのパワーを直接駆動力に活かせるため、力強い走りを実現できます。
このように、走行状況に合わせて最適な方式を自動的に切り替えることで、ハイブリッド車は燃費性能を最大限に引き出しているのです。
シリーズ・パラレルハイブリッドのメリット
シリーズ・パラレルハイブリッドは、シリーズ方式とパラレル方式の両方のメリットを組み合わせた、より燃費性能の高いハイブリッドシステムです。
まず、エンジンとモーターの出力制御を最適化することで、幅広い走行状況において高い燃費効率を実現します。低速走行時はモーターのみで静かに走行し、加速時にはエンジンとモーター両方の力を活用。高速走行時はエンジンで走りますが、状況に応じてモーターのアシストが加わることで、燃費を抑えられます。
さらに、シリーズ・パラレルハイブリッドは、状況に応じてエンジンを停止させることができるのも大きなメリットです。信号待ちなどの一時停止時や、渋滞路などではエンジンを停止し、モーターのみで走行することで、無駄な燃料消費を抑え、燃費向上に貢献します。
このように、シリーズ・パラレルハイブリッドは、環境性能と走行性能を高い次元で両立させることができる、次世代のハイブリッドシステムとして注目されています。
代表的なシリーズ・パラレルハイブリッド車
シリーズ・パラレルハイブリッド方式は、トヨタのTHSや日産のe-POWERなど、多くの自動車メーカーで採用されています。ここでは、代表的なシリーズ・パラレルハイブリッド車とその特徴についてご紹介します。
-1. トヨタ プリウス-
世界初の量産ハイブリッド車として知られるプリウスは、トヨタが開発したTHS（Toyota Hybrid System）というシリーズ・パラレルハイブリッドシステムを搭載しています。THSは、エンジンとモーターの出力比率を緻密に制御することで、低燃費と力強い走りを両立させています。
-2. 日産 ノート e-POWER-
ノート e-POWERは、日産独自のe-POWERと呼ばれるシリーズ・パラレルハイブリッドシステムを搭載しています。e-POWERは、エンジンを発電のみに使用し、モーターのみで駆動する点が特徴です。これにより、電気自動車のような静かで滑らかな加速を実現しています。
-3. ホンダ フィット ハイブリッド-
フィット ハイブリッドは、ホンダが開発したi-MMD（intelligent Multi-Mode Drive）というシリーズ・パラレルハイブリッドシステムを搭載しています。i-MMDは、走行状況に応じて、EV走行、ハイブリッド走行、エンジン走行の3つのモードを自動的に切り替えることで、燃費性能を向上させています。
-4. 三菱 アウトランダーPHEV-
アウトランダーPHEVは、三菱自動車が開発したプラグインハイブリッドシステムを搭載しています。このシステムは、シリーズ・パラレルハイブリッドと外部充電機能を組み合わせることで、EV走行とハイブリッド走行を両立させています。
これらの車は、シリーズ・パラレルハイブリッドのメリットを活かし、燃費性能、走行性能、環境性能を高次元で両立させています。自動車メーカー各社は、それぞれの技術を駆使し、更なる進化を遂げたシリーズ・パラレルハイブリッドシステムの開発に取り組んでいます。