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:

ハイブリッドカーには主に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:短距離は電気で走行するため燃料費は削減されますが、頻繁に充電する必要があり、初期費用が高くなります。

マイルドハイブリッド:コスト効率が高く、統合が簡単ですが、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、同時または個別に作動します。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、小容量のバッテリーパック（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はよりシンプルです。ガソリンエンジンは発電機を稼働させてバッテリーを充電するためだけに使用され、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より、より大きなバッテリーパックを必要とします。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）はその先駆けとなり、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なりました。