ハイブリッド車：動作原理、構造、知っておくべきメリットとデメリット

簡単な要約:

ハイブリッド車には主に4つの種類があります。

パラレルハイブリッド:市街地での燃費は最適で、シフトはスムーズですが、高速走行時のパフォーマンスは低下します。

シリーズハイブリッド:一定速度では効率的ですが、大型のバッテリーが必要であり、乗用車ではあまり一般的ではありません。

プラグインハイブリッド:短距離を電気で走行するため燃料コストは削減されますが、頻繁に充電する必要があり、初期コストが高くなります。

マイルドハイブリッド:コスト効率が高く、統合も簡単ですが、燃費の向上はわずかです。

ハイブリッドカーとは何ですか？

ハイブリッド車は、燃費と排出量の削減により、自動車購入者の間で人気の選択肢となっています。トヨタ・プリウスは最初のハイブリッド車ではありませんが、2つのモーターを搭載したパラレルハイブリッドシステムを導入し、商業的成功への道を切り開きました。

しかし、さまざまなタイプのハイブリッド車はどのように機能し、それぞれ何が違うのでしょうか?

パラレルハイブリッド

パラレルハイブリッドシステムは、ガソリンエンジンと電気モーターの両方を使用して車輪を駆動します。これらのモーターは同時または独立して作動します。トヨタは1997年にプリウスで初めてこのシステムを日本で導入しました。ガソリンエンジンと前輪の間に2つの電気モーターを配置し、小容量バッテリーパック（0.8～1.4kWh）を使用します。

このシステムには「パワースプリット」機能が組み込まれており、両方の動力源を組み合わせて車輪のみにトルクを伝達します。低速時や負荷が軽い時は、車両は完全に電気だけで走行し、より多くのパワーが必要な時はガソリンエンジンが作動します。

回生ブレーキシステムは最大 30% のエネルギーを回収し、トヨタプリウスやカローラハイブリッドで 17 ～ 23 km/l という優れた燃費を実現します。

車両が頻繁に停止・発進する市街地の交通状況において、最高の効率が得られます。従来のギアボックスに代わってプラネタリートランスミッションを採用することで、ギア比を無段階に調整でき、電気エネルギーの利用を最適化し、燃料消費量を削減します。

シリーズハイブリッド

パラレルハイブリッドとは異なり、シリーズハイブリッドシステムはよりシンプルです。ガソリンエンジンは発電機の駆動とバッテリーの充電にのみ使用され、車輪は完全に電気モーターによって駆動されます。この構成はディーゼル電気機関車に似ており、定速走行時に最も効率的に動作します。

しかし、直列ハイブリッドは走行中の電力需要の大きな変動に対応するため、より大容量のバッテリーを必要とします。米国では、BMW i3 REx、Fisker Karma、そして近日発売予定のRam 1500 Ramchargerなど、一部のモデルがこのシステムを採用していますが、その数は多くありません。

プラグインハイブリッド（PHEV）

プラグインハイブリッド車（PHEV）は、パラレルハイブリッド車の改良版で、系統から充電可能な大容量バッテリーを搭載し、一定の距離（EPA 2024によると11～82km）を純粋な電気だけで走行できます。シボレー・ボルト（2011～2018年）はその先駆けであり、多くのユーザーが日常的に電気だけで移動できるようにしました。