ハイブリッドカーのしくみ

ハイブリッドカーのしくみ

　ハイブリッドカーは低燃費でエコな車であることはだれもがご存知のことと思いますが、ハイブリッドカーのしくみまで正しく理解している人は少ないのではないでしょうか？

各メーカーのハイブリッドカーによって、しくみや使われているパーツは少し異なりますが、ハイブリッドカー代表として、トヨタのプリウスを例にご説明したいと思います(^^)

上のイラストが、ハイブリッドカーのしくみを簡単にイラスト化したものです。エンジンとガソリンタンクは普通のガソリン車にも搭載されていますが、以下のパーツが追加されています。

それぞれのパーツについて、解説していきたいと思います(^^)

　モーターはバッテリーに蓄えられた電気で動き、モーターが稼働することでエンジンの役割をしたり、エンジンをサポートすることで、ガソリンの消費を抑えることができます。

ハイブリッドカーでは、いかにモーターを有効に活用するかで、いかに燃費のよい走行ができるかが決まってきますので、ハイブリッドカーにおいてはとても重要なパーツです。

　発電機は電気を発生させることができるパーツです。ハイブリッドカーでは走行につかわれないエンジンの余分なパワーや、減速時のエネルギー(回生ブレーキ)をつかって発電し、バッテリーに電気を蓄えます。

発電機は上のイラストでは１個搭載されていますが、トヨタ以外のホンダや日産などのハイブリッドカーでは、発電機は搭載されておらず、モーターが発電機の役割も担います。

実は発電機とモーターは構造がほぼ同じものなので、モーターと発電機の両方の役割を担うことができます。

ただしどちらか一方の役割しか担えませんので、モーターとして使うか発電機として使うか、パワーコントロールユニットによって制御されます。

　駆動用バッテリーとは、ハイブリッドカーに積まれている大容量のバッテリーのことをいいます。「ニッケル水素充電池」や「リチウムイオン充電池」などの種類があります。

それぞれ違いがありますが、詳しくはこちらをどうぞハイブリッドカーのバッテリー：「ニッケル水素充電池」と「リチウムイオン充電池」の違い

よく「車のバッテリーが上がった！」なんて言い方をしますが、これは駆動用バッテリーのことではなく、普通のガソリン車にも搭載されている12Vバッテリー(鉛蓄電池)のことです。

12Vバッテリーはハイブリッドカーにも搭載されていますが、主に、ライト・ワイパー・エアコン・オーディオなどの補器類を動かすために使用されています。

対して駆動用バッテリーというのは、この12Vバッテリーとは別に搭載されており、ハイブリッドカーが走行中にモーターを動かす際の電気を蓄えるという役割があります。

ちなみに駆動用バッテリーは、12Vバッテリーよりも２～３倍性能が優れたもので、ガソリンタンクほどの大きさのものが車体後方に搭載されています。

　エンジンとモーターと発電機を制御するのがパワーコントロールユニットです。ハイブリッドカーにおいて最も重要なパーツであり、ハイブリッドカーの頭脳的なパーツと言えます。

パワーコントロールユニットでは、エンジンを始動・停止させる・モーターを始動・停止させる・モーターの回転数を制御する・モーターと発電機を切り替えるなどなど、実際の走行において重要な役割を多数担っています。

特にハイブリッドカーでは、減速時に発電機を回すことで発電し、その際発電機が回る抵抗を利用して減速する、「回生ブレーキ」を用いますが、このとき回生ブレーキと通常のフットブレーキの効き具合をうまく調整し、減速時にギクシャクしないようにコントロールしているのも、このパワーコントロールユニットです。

プリウスを始め、他のハイブリッドカーにもパワーコントロールユニットが搭載されていますが、技術者が何度も試行錯誤を重ね、非常に繊細なプログラミングをして作っています。

日本の技術と繊細な仕事が得意な日本人としての民族性も手伝い、ハイブリッドカーは日本のお家芸ともなっています。

　以上がハイブリッドカーのしくみの解説になります。

今回はハイブリッドカー代表として、トヨタのプリウスを例にご説明しましたが、各メーカーで若干の違いはあります。たとえば、発電機がなくモーターが発電機の役割を担ったりといった具合です。

また、動力分割機構や減速機構など、ハイブリッドカー特有のパーツもありますが、小難しい話になるので、特に知らなくても問題ありません。

基本的なハイブリッドカーのしくみは上記のようになりますので、理解しておくとよいでしょう(^^)

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