2015

24

Sep

クルマの基礎知識

更新日: 2020-09-17

【エコカーの基礎知識】ハイブリッド
~トヨタ プリウス編~

カンタンにまとめると!

  • 地球環境に優しいエコカーにはさまざまなタイプがある
  • ハイブリッドカーの先駆けはトヨタのプリウス
  • ハイブリッドの仕組みや歴史を紹介

プリウス G(ライトパープルマイカメタリック)

いまでは車種や販売台数も増えて、当たり前のような存在となっている「エコカー」。地球環境に優しい、エコロジーなクルマの総称です。

エコカーが誕生する背景にあったのは、地球温暖化などの環境問題。クルマの排気ガスに含まれるCO2(二酸化炭素)は、地球上で排出されるCO2の約20%を占めると言われていたため、早急な対策の必要性が叫ばれていました。

そこで、「CO2の排出を少なくする」「排気ガスがクリーン」「燃料を節約できる」といった条件をもとに、エコカーが開発されたのです。

 

エコカーラインナップ

ひと口に「エコカー」と言っても、そのタイプはさまざま。

低排出ガス・低燃費の基準値をクリアしたガソリン車や、粒子状物質(PM)、窒素酸化物(NOx)などの排出量が少ない「クリーンディーゼル車」もその一つ。

そのほか、「複数のものをかけ合わせる」ことを意味するハイブリッドという言葉のとおり、エンジンとモーターを使用して走る「ハイブリッドカー(HV)」

ハイブリッドカーを家庭用電源などからも充電できる
「プラグインハイブリッドカー(PHV、PHEV)」

電気で動かしたモーターで走る
「電気自動車(EV)」など、

代表的なものを挙げただけでもこれだけの種類があるのです。

最近では、水素と酸素の化学反応から生み出した電気を動力とする燃料電池車(FCV)が発売されるなど、新しいエネルギーを使用したクルマの開発もさらに進められています。こうしたなかで、現在最もポピュラーなエコカーと言えるのがハイブリッドカーではないでしょうか。

ハイブリッドカーの仕組み

ハイブリッドカーが環境に優しいクルマだと知っていても、実際の仕組みについてはよく分からないという人も少なくないのでは? 

そこで、ハイブリッドカーの代名詞とも言えるトヨタのプリウスを例に、その仕組みについて簡単に触れてみたいと思います。

PRIUS_OL


【1】普通のクルマにはない機械を搭載

プリウスは、ガソリンで動くエンジンと、モーターという2つの動力を備えています。

また、モーターを動かす電力を作るための発電機や電気を蓄えておくためのバッテリー、電気を効率よく使えるように調整をするパワーコントロールユニットなど、普通のクルマにはない機械を載せています。


【2】発進時はモーターで

停止しているプリウスが発進する時は、エンジンは停止したまま、バッテリーの電力を使ってモーターの力で走ります。

低回転域で大きなトルク(タイヤを回転させる力)を出すには、エンジンよりもモーターを使った方が、スムーズで効率もいいのです。

同じく、低速走行もバッテリーの電力を使ってモーターで行います。これは、低速域でのエネルギー効率はモーターの方が優れているからです。


【3】通常走行はエンジンを主動力に走行

発進したクルマがスピードに乗り、通常走行に入ったら今度はエンジンの出番。主にエンジンの動力を使って走ります。エンジンの動力は車輪を駆動するとともに、走行状況に応じてジェネレーター(発電機)へ分配されます。

そこで発電された電力がモーターを動かし、エンジンの駆動力を補助するため、エンジンで発生したエネルギーをムダなく路面に伝えることが可能となるのです。

こうして2つの駆動を使うことで、それぞれが得意なところを受け持ち、一番燃費の良い走り方をします。

また、通常走行時にエンジンで余分なエネルギーが発生した時は、バッテリーに蓄積できるので、エネルギーにムダがないのもプリウスの特長です。


【4】全開加速時は2つのパワーを合わせて

急な上り坂や追い越しなど、強い加速が必要な場合は、バッテリーからも電力を供給してモーター出力を増幅させます。

エンジンとモーターのパワーを合わせることで、ワンランク上の動力性能を持つエンジンと同等のパワーと滑らかな加速を実現しています。


【5】減速時に発生するエネルギーは回収

ブレーキを踏んだりアクセルを緩めたりして、減速した時は、車輪の回転力でモーターを回します。

するとモーターが発電機となり、本来ならば「熱」として捨てられてしまうはずの減速エネルギーを電気エネルギーに変換、バッテリーに回収して、再利用することが可能になります。

そのまま減速してクルマが完全に停止した時は、エンジンやモーター、ジェネレーターも自動的に停止。アイドリングによる、ムダなエネルギー消費がありません。また、ガソリンを使わないので、CO2も排出しないのです。


ハイブリッドカーの歴史

ハイブリッドカーの歴史は、古くは1901年のパリモーターショーに出展された「ローナーポルシェ ミクステ」までさかのぼります。

フォルクスワーゲン・ビートルなどの設計者としても知られるフェルディナンド・ポルシェ博士が開発したこのクルマは、エンジンで発電した電気によってモーターを駆動する世界初のハイブリッドカーでした。ガソリン車が急速に普及したことなどを受け、のちに研究は一旦下火となりましたが、冒頭で触れた環境問題などを背景に、再度研究が進められました。

その後、さまざまな試行錯誤を重ね、世界初の量産型ハイブリッド乗用車として販売にこぎつけたのが、1997年に「21世紀に間に合いました」というキャッチコピーで発売されたプリウスだったのです。

既存のガソリン車と比べ、当時の数値で約2倍の低燃費と約1/2のCO2排出量などを実現する未来のクルマをトヨタは形にしたのです。

また、1999年にはホンダ、その翌年には日産が追随し、ハイブリッドカーはエコカーとして位置付けられるようになりました。

なかでもトヨタは先駆者としてハイブリッドカーの開発に注力していて、2003年には2代目、2009年には3代目のプリウスを発売。

さらには現在高い人気を集めているアクアをはじめ、ハッチバックやセダン、ミニバン、SUV、トラックでもハイブリッド車種を展開。さらなる進化を続けています。

まとめ

プリウスPHV_充電
※プラグインハイブリッドカーなら家庭用コンセントなどでも充電できる

「CO2の排出量が少ない」「ガソリン車よりも燃費がいい」といったメリットに加えて、先進的なイメージもあるハイブリッドカー。

最近では、家庭用コンセントなどの外部電源から充電もできるプラグインハイブリッドカーも登場しており、日本はもちろん、世界中でますますその需要は伸びていくことでしょう。

せっかくクルマに乗るのであれば、少しでも地球環境に優しいクルマを。マイカーにハイブリッドカーを選択するということは、かけがえのない地球を守っていくための小さな一歩だと言えるかもしれません。

文:クレインズ
画像提供:トヨタ自動車

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