さまざまなタイプのハイブリッドパワートレインの説明

すべてのハイブリッドが同じように構築されているわけではありません。 「ハイブリッド」という言葉を聞くとトヨタのプリウスを思い浮かべることが多いですが、この有名な燃料供給装置はハイブリッド技術へのアプローチの 1 つを表しているだけであり、現在道路上で使用されている唯一のものではありません。

ほとんどの人は従来のハイブリッドとプラグインハイブリッドに精通していますが、マイルドハイブリッドと呼ばれるものもあります。もう少し深く掘り下げると、この状況はさらに興味深いものになります。従来のハイブリッド自体には 2 つの異なるセットアップがあり、ハイブリッド パワートレインのタイプの合計は 4 つになるからです。

ハイブリッドは 20 年以上前から存在しており、ホンダ インサイトのような初期の先駆者がそのコンセプトが機能することを証明しました。現在、この技術は単に燃料を節約するだけではなく、最新のポルシェ 911 GTS T ハイブリッドに見られるように、一部の自動車メーカーはパフォーマンスを向上させるためにハイブリッド システムを使用しています。

ハイブリッドパワートレインの主な3つのタイプ

それぞれが異なる方法でガスと電力をブレンドします

ハイブリッド車はすべて同じこと、つまりより少ない燃料を使用することを目指していますが、すべてが同じ方法で達成するわけではありません。ほとんどの車両はガソリン エンジンと電気モーターを組み合わせており、ガソリンに完全に依存せずに車を動かすことができます。

追加の電気アシストにより、エンジンをそれほど激しく動作させる必要がなくなり、燃料消費量の削減に役立ちます。初期のハイブリッドは、ガソリン価格が高騰し、ドライバーがあらゆるガロンを伸ばす方法を探し始めた 2000 年代に注目を集めました。

SUV やトラックが再び台頭し、関心は一時冷めましたが、ハイブリッド車が力強く復活しています。最近では、このテクノロジーは効率性だけを目的としたものではなく、従来のエンジンと並行してパフォーマンスを向上させるためにも使用されています。

マイルドハイブリッドのメリットとデメリット

効率は向上しますが、その効果は比較的控えめです

マイルドハイブリッドとは何ですか？

マイルドハイブリッドは、小型電気モーターを使用してガソリンエンジンを補助しますが、単独で車両に動力を供給することはできません。ほとんどのセットアップでは、そのモーターはエンジンとトランスミッションの間に配置されるか、車の動きを助け、必要に応じて少し余分な力を加えるスタータージェネレーターとして機能します。

これらのシステムは、回生ブレーキ中に捕らえたエネルギーを蓄えるためにコンパクトなバッテリーも使用します。ほとんどのマイルド ハイブリッドは、従来の 12 ボルトの電気設定に電力を供給する 48 ボルト システムで動作し、加速時に車両にわずかなブーストを与えます。

マイルドハイブリッドの長所

• 従来のガソリンまたはディーゼル エンジンよりも排出ガスが少なくなります。

• 外部電源に接続したり、バッテリーを充電したりする必要はありません。

• 電動アシストにより、エンジンの素早い加速が可能になります。

マイルドハイブリッドの短所

• 電力だけでは走行できないため、完全なハイブリッドよりも多くの排出ガスが発生します。

• ほとんどの時間エンジンが稼働しているため、効率はプラグインハイブリッドほど強力ではありません。

• 他のハイブリッド システムと比較すると、燃料の節約は控えめです。

従来のハイブリッドの長所と短所

プラグインを必要とせずに強力な効率を実現します

従来のハイブリッドとは何ですか?

従来のハイブリッドは、ガソリン エンジンとともに小型バッテリーと電気モーターを使用します。セットアップによっては、エンジンは電気モーターに電力を送り、車輪の駆動を助ける発電機として機能することもできます。

プラグインハイブリッドとは異なり、通常のハイブリッドは外部電源から充電する必要がありません。コンパクトなバッテリーは回生ブレーキによって充電され、減速中にエネルギーを捕捉し、後で使用するために蓄えられます。

従来のハイブリッドのプロ

• 低速時は電力だけで走行できるので、街中のストップアンドゴーに役立ちます。

• 電気駆動とガソリンエンジンを切り替えることで燃料の使用量を減らします。

• 走行中にバッテリーを充電できるので、電源に接続する必要はありません。

従来のハイブリッドの短所

• 高速道路での長距離移動では、効率の向上は小さくなります。

• 通常、普通車やマイルドハイブリッドよりも初期費用が高くなります。

• バッテリーの交換が必要になった場合、高額な費用がかかる可能性があります。

従来のハイブリッド システムは通常、次の 2 つの主要なカテゴリに分類されます。 パラレルハイブリッド そして シリーズハイブリッド。

並列ハイブリッドと直列ハイブリッドの説明

ガスエンジンと電気モーターが仕事を分担する 2 つの異なる方法

パラレルハイブリッドとは何ですか？

パラレルハイブリッドシステムでは、ガソリンエンジンと電気モーターの両方が車輪に動力を送ることができます。これは、1997 年に導入された初期のトヨタ プリウスなど、トヨタ ラインナップの多くのモデルを含む、今日のほとんどのハイブリッドで使用されているセットアップです。

低速では電気モーターが単独で車両を動かすことができます。加速中や坂道を登るときなど、より多くのパワーが必要な場合には、ガソリン エンジンが作動します。

このシステムの重要な部分は回生ブレーキです。通常はブレーキ時に失われるエネルギーが捕捉されてバッテリーに戻され、その後電気モーターに電力を供給することができます。

シリーズハイブリッドとは何ですか？

シリーズ ハイブリッドの動作はパラレル セットアップとは少し異なります。この場合、ガソリン エンジンは車輪を直接駆動することはありません。代わりに、バッテリー用に電気を生成する発電機のように機能し、電気モーターが実際の推進力をすべて処理します。

このアイデアは新しいものではありません。ディーゼル電気機関車は何十年にもわたって同様のシステムを使用してきました。車の設計は、エンジンが最も効率的な速度で動作するときに最適に機能します。そのため、シリーズ ハイブリッドは通常、パラレル ハイブリッドよりも大きなバッテリーを搭載しますが、それでもプラグイン ハイブリッドに搭載されているものよりは小さいです。

プラグインハイブリッドのメリットとデメリット

電気駆動を提供しますが、所有権にはトレードオフが伴います

プラグインハイブリッドとは何ですか？

プラグイン ハイブリッドは、従来のガソリン車と完全電気自動車の両方の特徴を融合させたものです。 PHEV (プラグイン ハイブリッド電気自動車) と呼ばれることが多いこれらのモデルは、ガソリン エンジンが作動する前に一定の距離を電気だけで走行できるため、通常のハイブリッド車よりもはるかに大きなバッテリーを使用します。

シボレー ボルトは、電気のみで約 83 マイルの航続距離を実現し、このコンセプトを主流にするのに貢献しました。 PHEV の最大の利点の 1 つは、純粋にバッテリー電源で動作している場合でも、バッテリーが消耗した場合でも従来のハイブリッドのように動作している場合でも、運転体験がほとんど変わらないことです。

それ以来、より多くの自動車メーカーがこの技術を採用してきました。たとえば、トヨタは現在、拡大する電動化ラインナップの一環として、いくつかの人気モデルのプラグインハイブリッドバージョンを提供しています。

プラグインハイブリッドのプロ

• 短距離の移動には電力を使用し、長距離のドライブにはガソリンエンジンを使用します。

• 毎日の多くの通勤時に、排出ガスを出さずに運転します。

• ガソリンエンジンによるバックアップにより、航続距離の不安を解消します。

プラグインハイブリッドのデメリット

• バッテリーは頻繁に充電する必要があるため、家庭用充電器がないと不便です。

• バッテリーが大きくなると重量が増加し、全体の効率が低下する可能性があります。

• 電気モーターがエンジンをアシストしていない場合、パフォーマンスが弱く感じることがあります。

ボーナス: 水素燃料電池パワートレインの仕組み

電池の代わりに水素を使用して船上で発電します。

水素燃料電池パワートレインとは何ですか?

ハイブリッド パワートレインは、従来のガソリン エンジンやディーゼル エンジンの代替手段を提供しますが、それでもある程度は内燃機関に依存しています。水素燃料電池車は異なるアプローチを採用しており、大型バッテリーに水素を蓄えるのではなく、水素を使用して車上で発電します。

これらの車両では、水素が燃料電池内で酸素と反応して電気を生成し、電気モーターに電力を供給します。テールパイプから出てくるのは水蒸気だけです。

技術的には、水素燃料電池車は、最終的には電気が車輪を駆動するため、シリーズハイブリッドとよく似た動作をします。それでも、排出ガスは極めてクリーンですが、この技術には依然として独自の長所と短所があります。

水素燃料電池パワートレインのプロ

• テールパイプからの排出ガスをゼロにします。

• 従来のガソリン車と同じように、素早く燃料を補給します。

• 日常的なメンテナンスは比較的ほとんど必要ありません。

水素燃料電池パワートレインの短所

• 水素ステーションは非常に限られています。

• 水素の輸送と貯蔵はガソリンやディーゼルよりも複雑です。

• 燃料電池システムの交換には非常に費用がかかる場合があります。