ハイブリッドカーは、「燃費が良い」「走りが静か」というメリットがあります。また、排気ガスを減らせるよう設計されているため、環境にとても優しい車です。さまざまざ技術が導入されているため車体価格は割高にはなりますが、ハイブリッドカーの人気は非常に高いです。そのため、ほとんどの自動車メーカーからハイブリッドカーが発売されています。
しかし、「ハイブリッドカーの仕組みについては良く知らない」という人もいるのではないでしょうか。ハイブリッドカーと呼ばれている車のなかでも、その仕組みはさまざまです。ハイブリッドカーにはSUV、セダン、ミニバンなどさまざまなボディスタイルがあり、選択肢は広いです。そのため、ハイブリッドカーの購入を検討する際には、仕組みの違いを理解しておくことが重要です。そうすることで車を選ぶときの判断基準になるからです。
ここでは、バイブリッドカーの仕組みなど基礎知識を解説します。
目次
多様なハイブリッドシステム
ハイブリッドカーは、ハイブリッド電気自動車を略して「HEV」とも呼ばれます。ハイブリッドカーはメーカーや車種によってさまざまな構造がありますが、大きく分けると「シリーズ式ハイブリッドシステム」と「パラレル式ハイブリッドシステム」があります。また、ふたつのシステムをあわせて使っているハイブリッドカーもあります。
エンジンとモーターを直列につなぐシリーズ式ハイブリッド
シリーズ式ハイブリッドシステムは、「エンジンで発電機を回して発電を行い、その電力でモーターを回して走行するシステムのこと」です。このシステムの場合、エンジンは走行には使いません。
エンジンはさまざまな回転数などに対応させることで効率が悪くなり燃費が下がります。しかし、シリーズ式ハイブリッドシステムの場合、発電のためだけに効率の良い状態でエンジンを働かせることができるため燃費が良くなります。ただし、電力が不足すると走行することができなくなるため、ある程度の電力を蓄えられるバッテリーが必要になります。
エンジンとモーターの両方を走行に使うパラレル式ハイブリッド
パラレル式ハイブリッドシステムは、「エンジンとモーターの両方を走行に使うシステムのこと」です。状況に応じてエンジンとモーターを使いわけたり、両方を同時に使ったりすることもあります。モーターを一緒に使うことによりエンジンの負担が軽くなるため燃費が良くなります。
このシステムでは、ブレーキをするときに得られたエネルギーを回収し電力をつくります。しかし、この電力しか走行に使用できないため、エンジンを補助する電力には限りがあります。
後輪駆動車（FR車）にもパラレル式は成立する
エンジンとトランスミッションの間にモーターを配置することで、パラレル式バイブリッドシステムは成立します。FRセダンのような車に採用されています。
動力の伝達経路を必要に応じて切り替えるため、必要のない部分が回転しなくなり効率が高まります。薄型モーターを使用しているため、スペース的には従来のものとほとんど同じ大きさに収められます。
パラレル式ハイブリッドシステムによる4WD
エンジンとモーターを独立させたハイブリッドカーもあります。後輪部分にバッテリーやモーターなど備えることで、ブレーキ時のエネルギーを回収し、そこでつくった電力でエンジンのサポートを行います。このパラレル式ハイブリッドシステムは、「ハイブリッド4WD」とも呼ばれます。4WDの特徴は、「荒れた道の走行」や「コーナーを曲がるとき」などの安定性が高まることです。
シリーズ式とパラレル式を併用することで高効率を実現
ハイブリッドカーのなかには、シリーズ式とパラレル式を併用する車があります。このようなシステムを「シリーズパラレル式ハイブリッドシステム」や「スプリット式ハイブリッドシステム」と呼びます。
このシステムの場合、モーターとは別に発電機（ジェネレーター）も載せています。エンジンの動力は駆動輪や発電機に伝えられます。発電機でつくられた電力はモーターやバッテリーの送ることができます。また、モーターで強くエンジンを補助することができるうえ、車を発進させるときにエンジンを使いません。
つまり、このシステムはブレーキ時のエネルギーにより電力をつくり、またシリーズ式としてエンジンの動力により電力を蓄えることができるため、電力を十分に確保できます。そのため、モーターの力だけで走行することが可能です。こうした電力だけでの走行は電気自動車と同じであるため、「EV走行モード」や「EVドライブモード」といいます。
このシステムは、は非常に効率が高いですが、それだけの電力を蓄えるためにバッテリーの容量を大きくする必要があります。
状況に応じてさまざまなモードで走行する
シリーズパラレル式バイブリッドシステムの場合、発進時や低速走行中には、バッテリーに蓄えられた電力を使ってモーターだけで車を走らせます。
通常の走行ではエンジンの回転がタイヤと発電機に伝えられ、その発電された電力でモーターを動かしエンジンと併用されます。
加速や高速走行時には、バッテリーの電力も使用するとこでモーター駆動の比率を高めます。そうすることで、エンジンを効率よく使用しながら走行することができます。
減速時には、ブレーキのエネルギーをモーターから回収し、その電力をバッテリーに蓄えることができます。
通常、停車時にはエンジンは止まった状態になりますが、バッテリーの充電量が足りていない場合には、エンジンを稼働させ、その回転を発電機だけに伝えることで充電を行います。走行中でも、充電量が足りていなければ、エンジンの効率が低下しない程度でエンジンを稼働させ発電と充電を行います。
コンセントから充電できるハイブリッドカー
プラグインハイブリッドカーは、「ハイブリッドカーに電気自動車の要素を加えた車のこと」です。電気自動車のように、コンセントから電力を充電することができるタイプのハイブリッドカーです。そのため、「プラグインHEV、PHEV、PHV」などと呼ばれます。
外部から電気エネルギーを得られるため、モーターによる走行の比率を高められます。電気のほうがガソリンよりコストが安いため、通常のハイブリッドカーよりさらに走行コストを抑えることができます。
まとめ
ここまでの説明で、ハイブリッドカートはどのような仕組みの車なのかを理解できたのではないでしょうか。
地球の温暖化やエネルギー問題など地球環境の課題を改善するために、世界中の自動車メーカーがガソリンに頼らない自動車づくりに力を注いでいます。これからは、さらにバイブリッドカーや電気自動車が主流になってくる時代です。
今、ガソリン車に乗っている人も、次の乗る車をハイブリッドカーにする可能性は十分にあります。ですから、ここでの知識をハイブリッドカーの購入を検討する際に役立てていただければと思います。
