2018年7月13日 更新

ハイブリッド自動車のシステムについて

ハイブリッド車のシリーズ式とパラレル式やプラグインHEVやマイクロハイブリッドなど概要について述べます。

ハイブリッド自動車のシステムについて

ハイブリッド車の概要

honda オデッセイ

honda オデッセイ

ハイブリッド自動車とは複数の動力源を備える自動車のことで、ハイブリッドビークルを略して、HVといいます。

現在、一般的になっているものは、2種類の動力源に内燃機関のエンジンと電動のモーターを採用するもので、モーター以外と内燃機関を組み合わせたHVも開発されています。
原理的にはシリーズ式ハイブリッドよパラレル式ハイブリッドに大別され、両者の能力を備えたものをシリーズパラレル式ハイブリッドといいます。

HEVは、まだまだ発展途上の技術であるため、他社の特許を使いたくないという思惑を含めて、さまざまなシステムが開発されています。

最近では構造面から1モーター直結式ハイブリッド、クラッチ式1モーター式ハイブリッド、2モーター式ハイブリッドといった分類が使われることもあります。

パラレル式とシリーズ式

パラレル式

パラレル式

パラレル式ハイブリッドは、エンジンとモーター双方を駆動に使用するシステムです。

エンジンだけの走行、モーターだけの走行、併走した走行を選択することができます。

エンジンの効率が悪くなる状況をモーターでアシストしたり、モーターだけで走行したりすれば、燃費を高めることが可能です。

ただし、パラレル式の場合、駆動に使える電力は回生制動で得られた電力に限られます。
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シリーズ式

シリーズ式

シリーズ式ハイブリッドは、エンジンで発電機を回して発電を行い、その電力でモーターを回して走行します。

エンジンによる駆動は行われません。内燃機関エンジンは、回転数や負荷によって効率が大きく変化します。

ある程度の容量の二次電池を搭載しておけば、走行に求められる電力が変動しても対応できるため、エンジンをもっとも効率のよい状態で使い続けることができます。

レンジエクステンダーEXとプラグインHEV

プラグインEVの普及が進まない要因には、急速充電できる場所の少なさがあげられます。

出先で電池切れが起こる不安があったのでは、安心して走行することができません。

そこで誕生したのが、レンジエクステンダーEVです。

エネルギー密度が高いガソリンなどの燃料を車載しておけば、航続距離を大きく伸ばすことができます。
レンジエクステンダーEVの基本的な構造はシリーズ式ハイブリッドと同じです。

レンジエクステンダーEVの場合は、二次電池の容量が大きく、外部から充電できます。

当初はこうした外部からの充電が可能なシリーズ式のHEVがさまざまあります。

充電を利用すれば、そこだけガソリンなどの化石燃料の消費を抑えることができます。

安価に設定されている深夜の電力を利用すれば、それだけ走行コストを抑えることも可能です。

こうしたプラグインHEVのうち、日常的な走行範囲を二次電池の容量でカバーできるものについては、
レンジエクステンダーという呼称が使われます。

パラレル式ハイブリッド

もっともシンプルにパラレル式ハイブリッドを構成するシステムですが、1モーター直結式ハイブリッドです。

エンジンとトランスミッションの間にモーターを配置しています。

ここでいう直結とは、エンジンとモーターがクラッチを介さず直接つながっているという意味で、モーター以外の動力伝達経路にはクラッチがあることが大半です。

1モーター直結式のHEVは、エンジン単独の駆動と、エンジンとモーター併用の駆動が可能です。

モーターのみで駆動するEVモードが不可能なことが弱点であり、1モーター2クラッチ式ハイブリッドに切り替えたメーカーが多いが、ホンダでは気筒休止エンジンを組み合わせ、全気筒休止を行うことでEVモードを実現しています。

ホンダ/IMA

ホンダ初のHEVであるインサイト以来、多数の車種に採用する1モーター直結式ハイブリッドです。

モーターはあくまでもアシストとして捉えたマイルドハイブリッドです。

発進や加速などエンジンの負荷が高まる状況でモーターによるアシストを行います。

アシストに必要な電力は回生制動によって得ます。二次電池にはニッケル水素電池を採用します。

FFベースのシステムで、組み合わせるトランスミッションはほとんどの車種でCVTですが、MTとの組み合わせも実現しています。

まとめ

このように内部ではシリーズ式や、パラレル式でカバーされていますが、各社効率性を求めているので、新製品を少しみて、検討してみてはどうでしょうか。

とにかく構造を理解するだけで、改造にも工夫が加えられます。

ハイブリッド車を購入する際にも参考になります。
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Syohei NIshigawa Syohei NIshigawa