ハイブリッド車は燃費が良く環境にやさしいと言われていますが、本当に環境にやさしいのか、お得になるのかは別記事で書きました。今回は代表的な3社(トヨタ、ホンダ、日産)のハイブリッドシステムについて、技術者視点でわかりやすくまとめてみたいと思います。
ハイブリッド車とはなんなのか、エコなのかお得なのか、といった記事も書いていますので、ご覧ください。
ハイブリッドシステム
ハイブリッドシステムは、モーターをどのように使用するかで大きく二つのシステムがあり、その組み合わせシステムも実用化されているという状況です。
※詳しくは他のブログや記事をご覧ください。図を使った説明があると非常にわかりやすいと思います。
パラレル式ハイブリッド(マイルドハイブリッド)
モーターは基本的にエンジンの補助となります。発進時や加速時にエンジンの補助をして燃費向上に貢献します。電池の容量(大きさ)により、低速走行は多少モーターのみで駆動することもできます。
電池への充電は基本的に減速時の回生エネルギーのみとなります。ですので、もし電池のエネルギーがなくなると、その場合はモーター走行やモーターによる補助がなくなります。
シリーズ式ハイブリッド
モーターでのみで稼働させます。エンジンは電池への充電のみに使用され、エンジンを効率良い回転数で回転させて電池に充電することができるため、燃費が良くなります。もちろん、減速時の回生エネルギーによる充電も行われます。
シリーズ・パラレル式ハイブリッド
パラレル式ハイブリッドの充電が基本的に減速時の回生エネルギーによると書きましたが、エンジンからも充電できるようにしたものがシリーズ・パラレル式ハイブリッドと考えて構いません。
(余談)プラグインハイブリッド
欧州でエコカーとして認識されるプラグインハイブリッドは、外部から充電できるようにしたハイブリッド車と考えて構いません。つまり、基本的には電気自動車として走行し、電池のエネルギーがなくなったときにだけエンジンから充電するといった使い方となります。
ですので、搭載される電池も非常に大きくなり、現在は基本的に大型車にしか採用できないシステムとなります。
トヨタ、ホンダ、日産のハイブリッドシステム
トヨタ(THSⅡ:トヨタハイブリッドシステムⅡ)
シリーズ・パラレル式ハイブリッドとなります。元々はパラレル式でしたが、エンジンからも充電できる機構を加えた形になります。電池に関しては、ニッケル水素電池(Ni-MH)を使用している車種が多いですが、リチウムイオン電池も使われつつあります。
エンジンからの充電は駆動軸と同軸で実施しているようで、コンパクトな作りとなっているようです(すみません、トヨタのサイト等を見ても詳細がよくわかりませんでした)。部品は少ないものの構造が複雑でコストがかかっているという話も聞きます。
ホンダ(SPORT HYBRID i-DCD)
1モーターのパラレル式ハイブリッドとなります。ですので、エンジンから直接充電はできず、減速時の回生エネルギーから充電することになります。モーターのみのEV走行もできる仕様となっています。電池に関しては、リチウムイオン電池(LIB)を使用しており、負極にはカーボン系材料が使用されているはずです。
構造が簡単で小型化かつ低コストでできるため、小型車に搭載されていました。しかし、フィットもフルモデルチェンジでe:HEVとなったため、現在はフリードにのみ残るシステムになるかと思います。今後はすべてe:HEVに統合されていくことと思います。
ホンダ(e:HEV(SPROT HYBRID i-MMD))
2モーターのシリーズ・パラレル式ハイブリッドとなります。i-DCDから発電用のモーターを追加して、エンジンからも直接充電できるようになっています。発進時・低速時はモーター駆動(シリーズ式ハイブリッド)、高速時はエンジン駆動+モーター補助(パラレル式ハイブリッド)となるよう制御されています。モーターとエンジンがそれぞれ得意とする速度時に駆動することで燃費を大幅に向上しました。電池に関しては、i-DCD同様にリチウムイオン電池(LIB)を使用しており、負極にはカーボン系材料が使用されているはずです。
モーターが2つとなりシステムが大きくなるため従来は比較的車体の大きな車種に採用されていましたが、フィットにも搭載されるほど小型化できています。ただし、コストアップは避けられないので、車体本体価格は上がってしまいます。
日産(e-POWER)
シリーズ式ハイブリッドです。エンジンは充電のみとなります。e:HEVの高速時のエンジン駆動をなくした形と考えて良いでしょう。エンジンの効率の良いところで回転させるため燃費は向上します。しかし、高速時もモーター駆動のみとなるため、加速が物足りないという話も聞いたことがあります。電池に関しては、リチウムイオン電池(LIB)を使用しており、通常の携帯電話同様に負極には黒鉛が使用されているはずです。
シリーズ・パラレル式と異なり、エンジン直接の駆動がない分、価格面ではe:HEVよりメリットがあると思います。とはいえ、モーターだけではやはりしんどい部分もあるようです。
まとめ
各社のハイブリッドシステムに関してまとめてみました。各社特徴があり、運転してみると差があるかもしれませんので、興味があれば試乗してみてください。
システムとしては、やはりハイブリッド車の先駆け的存在のトヨタのTHS IIが一歩リードと感じますが、ホンダの得意とするダウンサイジングでe:HEVの進歩も期待したいところです。日産はやはりモーターを改善して電気自動車に近いところを狙うのかもしれません。
各社の安全装備やクルーズコントロールに関してもまとめた記事を公開していますので、ぜひご覧ください。
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