ハイブリッド車の仕組み｜種類や将来性を解説
車を知りたい
先生、ハイブリッド電気自動車って、電気自動車と何が違うんですか？ エンジンもついているし、電気自動車とは違うものなんですよね？
自動車研究家
いい質問ですね！ ハイブリッド電気自動車は、電気自動車と違ってエンジンも搭載しています。ただ、電気自動車のようにモーターも使って走る点が特徴です。簡単に言うと、エンジンとモーター、両方のいいとこ取りをした車と言えるでしょう。
車を知りたい
両方のいいとこ取りって、どういうことですか？
自動車研究家
例えば、エンジンだけでは燃費が悪くなってしまう場面でも、モーターを使うことで燃費を向上させることができます。 また、発進時など大きな力が必要な時は、エンジンとモーターの両方を使うことで力強い走りを実現できます。
ハイブリッド電気自動車とは。
「ハイブリッド電気自動車」とは、電気モーターとガソリンエンジンなど、複数の動力源を組み合わせた自動車のことです。ブレーキ時にエネルギーを回収したり、システムをきめ細かく制御できるなどの利点があり、多くの自動車メーカーが販売を開始しています。ハイブリッド電気自動車(HEV)は、駆動システムの構成によって、(1)エンジンで発電しモーターで駆動するシリーズハイブリッド方式(SHEV)、(2)エンジンとモーターの両方で駆動するパラレルハイブリッド方式(PHEV)、(3)シリーズ方式とパラレル方式を組み合わせ、走行状況に応じて最適な駆動方式に切り替えるシリーズ・パラレル方式(SPHV)の3種類に大きく分けられます。将来的には、燃料電池との組み合わせも期待されています。
ハイブリッド車とは？
ハイブリッド車とは、ガソリンエンジンと電気モーターの両方を搭載した自動車のことです。従来のガソリン車と比べて燃費が良く、環境に優しいという特徴があります。
ハイブリッドシステムは、エンジンの負担を減らすことで燃費を向上させ、排気ガスを抑える役割を担っています。
ハイブリッド車のメリット
ハイブリッド車は、ガソリン車と比べて多くのメリットがあります。まず、燃費が良いことが挙げられます。これは、モーター走行や減速時のエネルギー回生などにより、ガソリン消費を抑制できるためです。また、モーター走行時は静かで振動も少ないため、快適な乗り心地を実現できる点も魅力です。さらに、二酸化炭素排出量が少ないため、環境に優しい車と言えるでしょう。環境性能の高さが評価され、税制優遇などの対象となることも少なくありません。
ハイブリッド車の種類
ハイブリッド車と一口に言っても、その仕組みや性能は車種によって様々です。大きく分けると、モーターの役割の大きさによって分類することができます。
まずは、モーターの力が比較的弱いマイルドハイブリッド。これはエンジンを補助する形でモーターが使われ、燃費向上に貢献します。次に、モーターのみでも走行可能なストロングハイブリッドがあります。こちらは、低速走行時はモーターのみで静かに、加速時や高速走行時はエンジンも併用することで、力強い走りを実現します。さらに、外部から充電可能なプラグインハイブリッドも近年人気を集めています。電気自動車と同様の使い方ができる上に、長距離移動の際も充電切れの心配がありません。
1. シリーズハイブリッド方式(SHEV)
– 1. シリーズハイブリッド方式(SHEV)
シリーズハイブリッド方式は、エンジンを発電のみに使い、モーターで駆動する方式です。エンジンとタイヤが直接繋がっておらず、電気自動車に近い構造を持っています。そのため、エンジン回転数に関係なくモーターの力で力強く走行できることが特徴です。
シリーズハイブリッドのメリット
* モーター駆動による静粛性と力強い加速
* エンジンを常に効率の良い回転数で運転できるため燃費が良い
シリーズハイブリッドのデメリット
* 高速走行時の燃費がやや劣る
* 構造が複雑なため車両価格が高価になりやすい
2. パラレルハイブリッド方式(PHEV)
– 2. パラレルハイブリッド方式(PHEV)
パラレルハイブリッド方式は、エンジンとモーターを並列に配置し、状況に応じて使い分ける方式です。
低速走行時はモーターのみで走行し、加速時や高負荷時にはエンジンがアシストします。
また、外部から充電可能なプラグインハイブリッド車（PHEV）も、この方式を採用しています。
-メリット-
* エンジンとモーターの駆動力を効率的に組み合わせることができるため、燃費が良い。
* モーターのみで走行できるため、静粛性が高い。
* 外部から充電可能なPHEVの場合、電気自動車（EV）と同様の使い方ができる。
-デメリット-
* システムが複雑になるため、車両価格が高くなる傾向がある。
* バッテリーの容量が大きくなるため、車両重量が増加する。
-代表的な車種-
* 三菱 アウトランダーPHEV
* トヨタ プリウスPHV
3. シリーズ・パラレル方式(SPHV)
– 3. シリーズ・パラレル方式(SPHV)
シリーズ方式とパラレル方式、両方のメリットを併せ持つのがシリーズ・パラレル方式(SPHV)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、より燃費効率の高い走行を実現します。
例えば、低速走行時はモーターのみで静かに走行し、加速時や高負荷時にはエンジンも併用して力強い走りを実現します。
複雑な制御が必要となるため、開発コストがかかる点がデメリットとして挙げられますが、燃費性能と走行性能を高い次元で両立できることから、近年多くのメーカーで採用されています。
ハイブリッド車の将来展望
ハイブリッド車は、従来のガソリン車と比べて燃費が良く、環境負荷が低いという点で注目されています。この流れは、世界的な環境意識の高まりとともに、今後ますます加速していくと考えられます。 自動車メーカー各社は、ハイブリッド技術の研究開発に力を入れており、燃費向上やコスト削減など、さらなる進化が期待されます。また、プラグインハイブリッド車や、電気自動車への橋渡し的存在としての役割も期待されており、ハイブリッド車は、次世代自動車の普及において、重要な役割を担うと考えられています。