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ハイブリッド・カーとは?何か。

まずは、ハイブリッド・カーとは何かを知らなければ検討のしようがありません。
そこで、ハイブリッド・カーとは何か、そして、ガソリン車と比べて、何がどうして有利なのかを説明しましょう。

モーターとエンジンを併用する理由

HV ハイブリッド・カーがモーターとエンジンの組み合わせだとうことは、今やほとんどの方が知っているでしょう。
それでは、何故モーターもエンジンも必要なかご存知でしょうか?

実は、モーターもエンジンも、それぞれ利点と欠点を持っていて、それぞれの特徴を出し合って、
最大の性能を引き出そうというが、モーターとエンジンを組み合わせようと思ったきっかけです。

エンジンの利点と欠点

重量のある自動車を快適に走らせるのですから、エンジンは大きな力を発生させることは簡単に想像できます。
しかし、加速力というと、単純に馬力が大きいのとは意味が違ってきます。

エンジンが得意なのは、時速100kmなら100kmで走り続けることです。
実際、時速100kmと言えば、かなりの抵抗を受けているはずなのですが、
エンジンの力が大きく、なんのストレスも無く走り続けられますよね。
こういう速度の持続性は得意なのです。

一方、加速については苦手なところで、燃焼効率も悪く、燃費も悪化します。
要するに市街地で加速や減速を繰り返すような走りは苦手なのです。

エンジンの利点といえば、インフラが整っているところが大きいでしょう。
GSは、幹線道路沿いならば、どんな田舎にもありますし、たいていのガソリンは全ての車に使えます。

また、ガソリンのエネルギー量が多いので、満タンにして走れる距離が長いこと、
そして、給油にかかる時間の短さも魅力です。

エンジンの特性や税金についてはこちらをご覧ください。↓

エンジンの種類と選び方

モーターの利点と欠点

モーターの魅力は、加速力です。
電車に乗っていると、満員電車でもかなりの加速を感じるのが判ると思います。
電車のように、駅と駅の間を頻繁に加減速するにはモーターが向いています。

しかし、モーターの欠点は、エネルギー源である電気を積むための電池の性能がイマイチなところです。
電気を蓄える容量も少なく、自動車にすれば、一回の充電で100km走れれば、満足な方です。

モーターだけで走る電気自動車(EV)はコチラ

おまけに充電設備も充実していないし、また、充電できたとしても、満タンに充電するには、かなりの時間がかかります。
これでは、電池切れで動けなるなるのではないかと、遠くに出かけるのが心配になりますよね。

エンジンとモーター利点を組み合わせる

前述のように、巡航するにはエンジンが向いている、加速するにはモーターが向いている、
それならば、それぞれ良いところを利用しようというのが、HV ハイブリッドです。

早い話、モーターで加速し、エンジンで巡航するのです。
これで、燃費が格段に上がります。

また、モーターを動かすための電気はエンジンを使って発電できるので、
ガソリンさえ給油しておけば、いちいち充電する必要はありません。

さらに、モーターは減速する時、そのまま発電機としても応用できるので、
減速中に発電し、バッテリーに電気を戻すこともできます。

スプリット方式 HVと パラレ方式 HV

現在、国産自動車メーカーでハイブリッドと言えば、トヨタとホンダが先行しています。
実はトヨタとホンダ、同じハイブリッドでも、方式が違うことをご存知でしょうか?

スプリット方式 ハイブリッド・カー

トヨタが採用するスプリット(動力分割)方式は、エンジンとモーターが完全に独立して働いている仕組みになっているハイブリッド・エンジンです。
下の図をご覧ください。
エンジンとモーターが別々に配置されていて、それぞれの力を合成させて、タイヤに伝えています。

これまでお伝えしたように、加速中は、モーターの力をメインに使い、巡航中はエンジン、
そして、減速中は発電してバッテリーに送る・・と言った、複雑な動きをしています。

トヨタ・プリウスでは、インパネに付けられているモニターでこのようなエネルギーの流れが判るようになっています。

モーターとエンジンの動力はプラネタリー・ギアという、力を合成するギアでタイヤに伝わります。
このプラネタリー・ギアを利用して、モーターとガソリンの力の比率を制御できるので、エンジンの回転数を消費効率の良い回転数を極力維持し、加速は専らモーターで行うというような、細かい制御が可能です。
この方式ですと、エンジンの回転数を一定に保てるので、変速ギアが不要となり、軽量化に繋がります。

パラレル方式 ハイブリッド・カー

パラレル方式には、いろいろなタイプがあるのですが、ここでは国内で主流のホンダのIMAエンジンを紹介しましょう。

ホンダのパラレル式のハイブリッドは、あくまでもエンジンが主役です。
エンジンにモーターが直接付いてるようなイメージで、アクセルを踏むと、
このモーターがエンジンの回転が上がるの助けるように力を加えます。

あたかも、電動アシスト自転車は、人がペダルを漕ぐとモーターが加速を手伝いますが、
まさに、パラレル式ハイブリッドカーは、このような動きをします。
ですから、別名、電動アシスト・エンジンなどと呼ばれています。

エンジンとモーターが一体になってますので、小型軽量にできますが、
モーターだけで走るなどの芸当ができにくいのも確かです。

このため、低速時はエンジンを切り離すためにモーターとエンジンの間に
クラッチを入れてモーターのみの走行を可能としている車種が増えています。

エンジンとモーターを一体にするなんて、すごい発想だと思われると思いますが、
実は、昔からエンジンには、セル・モーターというモーターが付いていて、
エンジンをかけるのに使われていました。
ハイブリッドでは、エンジンがかかった後でも、モーターが働くというだけで、
実は、技術的には昔からある手法で、さほど難しいものではありません。
どのようなタイミングでどの程度アシストするのか、といった、制御が難しいぐらいです。

ですから、構造が簡単軽量なので、その分、燃費の向上も期待できるはずです。

また、エンジンとモーターが一体なので、一つ、ハイブリッドのユニットを作れば、
いろんな車に乗せることができます。
この事で、コスト・パフォーマンスの向上が見込まれるのは、簡単に想像できるところです。

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HV ハイブリッド・カー いろいろ

HVも登場以来、いろいろと改良されたり、進化したりして多様化しています。
ここでは、現在発売されているハイブリッドカーの種類を紹介しましょう。

e−4WD ハイブリッド・カー

自動車の前後のタイヤ、それぞれモーターとエンジンで力を分担します。
現在の主流は、日産マーチのHVのように、前輪をエンジンが担当、後輪をモーターが担当するというパターンです。

普通後輪を駆動するためには、エンジンの動力を伝えるプロペラシャフトと呼ばれる、太い棒が必要なのですが、
これが必要ないので、4WDとしては、かなり軽量化できるのがメリットです。

ハイブリッドの種類としては、パラレル方式に分類されます。

シリーズ式(発電型) ハイブリッド・カー

日産NOTEのハイブリッド方式は斬新です。

エンジンもあるし、ガソリンも積んでいるのですが、これは自動車の走行には全く使いません。
専ら発電するだけです。

基本的には、バッテリーに蓄えた電気でモーターを回して走る電気自動車(EV)です。

同じ日産の電気自動車(EV)のLEAFとの違いは、蓄えた電気が減った時に、
充電器で充電するのではなく、エンジンをかけて自ら発電するところです。

早い話、LEAFに発電機を積んで走っているのがNOTEということになります。
このように、割り切ることで、かなりの軽量化及びコスト・ダウンになっていると予想されます。

ハイブリッドの種類としてはパラレル方式に分類されます。

 写真は同じ”シリーズ式ハイブリッド”のシボレーボルト

プラグイン・ハイブリッド・カー PHV

これから注目されるのは、間違いなく、このプラグイン・ハイブリッド・カーでしょう。

プラグインが普通のハイブリッドと違うのは、ガソリン・エンジンで発電した電気だけでなく、
家庭や、インフラ整備された充電器からも充電できるところです。

電気は、ガソリンに比べれば圧倒的に安いので、基本的には電気で走ったほうが燃費が良くなります。
ですから、できるだけガソリンを使わずに、外部から充電してモーターを動かしてあげようというシステムです。

最新のPHVは、モーターだけ(EVとして)でもかなりの距離を走ることができます。
モーターだけで走って電気がなくなればガソリン・エンジンで走れば良いのです。
電気がなくなる前に、どこかで充電できれば、それに越したことはありません。

ハイブリッド・カーは、得か?

さて、ハイブリッドカーと一言に言っても、いろんな種類があることがお判りかと思います。
さらに、シリーズ式のハイブリッドや、プラグイン・ハイブリッドは、”販売され始めたばかりの車”であり、
価格が高いこともあり現状では、簡単に手にするのは難しいでしょう。
それでは、ここで問題。

結局、どのハイブリッドがお得なの?

実は、この答え非常に難しい。
もっと深く考えれば、ハイブリッドカー自体、お得かどうか判断が難しいところなんです。

その辺のところを次のページで、説明していますので、ぜひごらんください。

HV ハイブリッド・カーは得か?維持費を考える

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