( 135105 ) 2024/02/02 13:40:57 2 00 エンジンで発電するならそのままエンジンで走ったほうが効率いいんじゃない!? シリーズハイブリッドはなぜエコなのか?WEB CARTOP 2/2(金) 10:10 配信 https://news.yahoo.co.jp/articles/7aac2a37d2aab0a46e00856fcdf871e8b45396cf |
( 135108 ) 2024/02/02 13:40:57 0 00 日産e-POWERに代表される、エンジンで発電してモーターで走る「シリーズハイブリッド」。CVTと組み合わせることによって、エンジンとモーターを効率よく運用できる。
シリーズハイブリッドはエンジンで発電し、その電力でモーターを駆動して走るハイブリッド方式だ。日産自動車のe-POWERが代表的で、ほかにも、三菱自動車工業のプラグインハイブリッドなどがこの方式を基本的に利用している。
【写真】2026年に登場予定の新しいe-POWERユニットとは
ガソリンエンジンの熱効率が40%近いともいわれるなか、同様のエンジンを使いながら、なぜ、モーター駆動すると燃費がよいのか?
理由は、いくらガソリンエンジンの熱効率が高まっても、走行で使うすべての回転数で効率が高いわけではないからだ。
エンジンがまわりはじめの低い回転では燃費が悪い。また、高回転でまわしても燃費が悪い。それがエンジンの宿命だ。そういうエンジンで、もっとも効率が高く、燃費がよいとわれるのは、およそ毎分2000回転当たりの領域である。常にこの回転を使うのであれば、熱効率が高くなったとされるガソリンエンジンも、有効な手段になる。
しかし、それでは日常的に満足する加速は得にくい。たとえ変速機を使っても、その回転にとどめ続けるのは厳しい。
そうしたなか、CVTと呼ばれるベルト式無段変速機は、加速に対し自由にエンジン回転数を調整できるので、燃費のよい変速機といわれる。無段変速なら、毎分2000回転当たりを使い続けながら加速させることができるからだ。
前置きが長くなったが……シリーズハイブリッドは、そのもっとも効率の良いエンジン回転で発電し、それによって得た電力で、効率が90%以上といわれるモーター駆動をすることで、燃費がよくなるのだ。
しかも、常にエンジンがまわりっぱなしなのではなく、車載バッテリーの電力が少なくなったときだけエンジンで発電するので、エンジンが稼働する時間も短縮できる。
ほかにも、エンジンで走る場合は、CVTを含め変速機を使うので、その摩擦損失が燃費悪化に関係する。しかし、モーター駆動であれば変速機は不要だ。この点でも、燃費がよくなる理由となる。
もうひとつ、モーターとエンジンを駆動に併用するパラレルハイブリッドに比べ、走りをモーターのみに依存するシリーズハイブリッドは、電気自動車(EV)と同じ発想で、減速など速度調整に回生を積極的に活用する制御を採り入れることができる。
回生とは、減速の際にモーターを発電機に切り替え、車載バッテリーに充電することだ。いくら効率のよいエンジンでも、使ったエネルギーを取り戻すことはできない。
しかしモーターなら、電気を生み出すことができる。そしてバッテリーに充電した電力を、次の加速や走行に利用できる点も、同じガソリンエンジンで発電していながら燃費がよくなる理由だ。
EVやHVを問わず、モーターを駆動に使うことによりエンジンと大きく異なるのは、使ったエネルギーの一部を、回生で取り返すことができる点にある。モーター駆動を使った電動化を推進する意味がそこにある。
御堀直嗣
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( 135107 ) 2024/02/02 13:40:57 1 00 このテキストには、ハイブリッド車に関する様々な意見や技術的な詳細、各自の体験や経験に基づく感想が含まれています。
(まとめ) | ( 135109 ) 2024/02/02 13:40:57 0 00 ・突き詰めていくとトヨタ式のHEVがさらに燃費が良いのが分かる。シリーズ式に加えて効率のいいエンジン回転数での直接駆動モードを持ち、その状態からパワーが必要になればバッテリーから出力・合算し、逆にパワーが余ればそれをバッテリーに蓄える。電気とパワーの出し入れ自由自在。 日産のe-POWERがウケたのは一回り大きなモーターを使って電動パワーの演出を行ったことであって、決して燃費が飛びぬけていたからではない。
・もともとシリーズハイブリッドの理論はWWⅡの独軍戦車でポルシェ博士が実現させていますね。ポルシェ・タイガーやエレファントなど。ただ当時の技術じゃ効率悪くてエンジン・モーターが巨大化して車体重量が増加したり、戦略物資の銅が入手困難になったりとお世辞にも成功例とはいかなかったとか。技術の進歩でエコに貢献できるようになった。しかしポルシェ博士の先見性は畏れ入る。
・ホンダのI-MMD ハイブリッドに乗ってました。 買うときの説明だと、高速域だけエンジンとミッションがつながるけど、基本的にエンジンは発電専用って聞いて、勝手に効率のいい回転数で定速回転してるんだと思ってました。
でも実際は負荷に応じてエンジン回転数も上下し、アクセルを踏み込めばそれなりの回転数に達してましたね。 それでも2t近いミニバンで20km弱の燃費はすごいと思いましたが。
今は同じホンダ車ですが、DCTと協調したスポーツハイブリッドなのでリッター14kmくらいの燃費です。同じく2t近いセダンにしては優秀だと自分を慰めながら大事に乗ってます。
・日産自動車のe-POWERはなるべくお金を掛けずに作った。 マーチ用の3気筒1200ccエンジンとリーフのモーターを組み合わせたので専用開発の1500cc程度の低回転エンジンでもう少し小さめのモーターを新開発すればもっと燃費が良くなる。 しかし、実燃費は高速道路などでスピードを抑えめにすれば現在のままでも燃費は良くなる。 もう一つ特筆すべきは、小さなボディーでリーフと同じモーターを使用することで、パワーとトルクが盛り上がり、加速感が良くなる事と完全な無段変速がスムーズな加速を可能にする。 減速にも回生ブレーキを利用しスムーズでワンペダル操作を可能にする。 エンジンの代わりに、リチウムイオン電池を搭載すればEVにもなるので、ガソリンを使う車が全て廃止された場合にも、対策が容易な点もある。
・速度が上がれば上がるほど電動車の電費が悪化します。電気自動車のリーフも同じです。 燃費が良くなる条件としては軽量で、低速では電動、高速だとエンジン駆動のハイブリッドじゃないですかね。 ノートはヤリスと比べて車重が重たいですし、高速だと電気に変換ロスもあるので燃費では勝てないと思う。
・セレナのe-POWER、レンタカーで借りたけど高速道路では結構な高回転でエンジン回してる感じだったし、燃費もイマイチ。 加速にしても踏めばブーンってエンジン音が大きくてモーター感は全然ない。 モーターのみのEV走行も少なくてインプレと合致しないと思った。 1人乗車と人や荷物積んだ状態では大きく変わるんじゃないだろうか。 EV走行がある程度あるトヨタやホンダのハイブリッドの方が静かだし速いし快適。
・補助金に目がくらんでアウトランダーPHEV買ってしまったけど、確かにガソリンだけで発電走行すると燃費は高速走行でも15km/L、市街地だと10kmくらいでトヨタにかなり負けます。エンジン出力を発電と走行へ独立した駆動機構で配分する方式(私のクルマ)とモーター駆動にだけ介入して発電、駆動を協調制御する方式の差でしょうか。ただ、前者は中速まではモーター駆動オンリーの結果か加速が強烈(RAV4_PHEVより凄い感じ)です。自宅給電で太陽光発電とかある人は電動走行に特化すればほぼタダで乗り続けられるけど、そこまでするなら300万円のクルマを2回替えた方が良いような気がしました。
・日産の場合従来のエンジンと発電の為のエンジンを別物だと明確に説明せずに“ハイブリッド”と言ってしまったのが…BEV車にモトコンポみたいな積卸できるエンジン搭載とかできないのかなぁと思いつつも家庭用のカセットボンベで発電できる発電機が五月蠅い(何が言いたいんだか)
他記事で従来の86点のパーツを一つにしてみたいな記事があったけど、あれこそ燃料電池車の水素タンクの保護につながりそうと思った。水素ロータリーで発電すればCO2は出さないわけだし(水素の精製に使う電力という問題はあれど)。
・そう考えると、エンジンで発電、電動で走るe-powerよりも発進時は電動で、加速時はエンジンと電動複合で巡行はエンジンで、減速時には油圧と協調回生ブレーキをかけるトヨタのTHSの方が高効率且つ進んだ技術な様に思えてきました。
・記事に書かれた考え方は、古くは米国が建造した戦艦で採用されました。タービンで発電してモーターでプロペラをまわすという方式です。この方法ならば、電流による制御でプロペラの回転数を調製することにより減速機など重量物のある機械室は不要になります。ただし、当時の技術では今のような高いエネルギー変換効率では運用できなかったようです。
・発電用エンジンを本当に一定数で回し続けられるなら良いんだけど、電池減ってくると出力を上げるので効率は下がる。また内燃機の変速機は伝達効率95%以上位最近はあるけど、発電・インバーター損失で90%、モーター効率も90%で巡航時のシステムエネルギー効率は決して良くはない。
・ベストカー誌で行われたセレナe-POWERとステップワゴンハイブリッド、ノアハイブリッドのガチンコ燃費対決は、 トータルとしてほぼ3車同一ながら、ノアは高速燃費で優位に立てた以外は二車の後塵を拝した。 ベストカーは「加速が良いだけじゃなく燃費面でもシリーズハイブリッド(ステップワゴンは直結機構を持つ)は進化している」と結論づけた。
・e-POWER、確かにHVとしては燃費は良いとは言えないけど、加速が非常にスムーズ。 ただ、やっぱり駆動用バッテリーの容量が小さいので、思った以上にエンジンがかかる。 そして、電動コンプレッサーの音?がかなりうるさい。車内では気にならないけど、車外で聞くとかなり五月蠅いよ。あれはどうにかして欲しい。
・言うほど燃費良くねーよ。 実際カタログ値の7割程度。暖房使うと半分程度 モーター駆動であれば変速機は不要だ って書いてるけど、モーターに変速機つければ電費は全然よくなる。 でも、重くなるし、高価になるし。
やはり今も昔も軽量化が最強の武器。
・エンジン直の駆動より排気量の小さなエンジンから電力に変えて駆動するほうが動力ロスが少い、即ち燃費も良くなる。 課題は発電エンジンのトルク重視で排気量を下げること、安価で大容量ではない蓄電池を使用しているので冬は燃費が悪い逆に夏はエアコンを使用しなければ冬の倍位は楽に燃費はよくなる!?
・なお、燃費ではトヨタ、ホンダに勝てない模様。
そりゃ常にガソリンエンジンの一番効率の良い状態で動かせても、発電ロス、バッテリーへの充電ロス、モーター駆動によるロスが常に発生する。 高速道路のように一定速度で走る場合では、ガソリンエンジンでも走れるトヨタ、ホンダのハイブリッドにかなうわけないんだ。 また、常にモーター駆動って事もあり、他社HVよりモーターやバッテリーを大型化する必要があるので、生産コストでも不利。 その代わり構造がシンプルなので、開発が容易。 HVなんてEVが量産されるまでの繋ぎって考えているメーカーしか採用しない。
・使い方やシチュエーションで好みや適応が変わると思う。高速道路が主体なら、トヨタ式とか街中や近距離なら、シリーズ式とか、でも最後は購入する人の趣向性ですね。割り切れば安いガソリン車で十分だ。
・何で今さらシリーズハイブリッド? 日産はトヨタのようなシリーズハイブリッドの遥か上を行く、 高度な制御ができるストロングハイブリッド(THS)が作れなくて HVでトヨタに押されて苦肉の策で作ったのがe-パワーで 当初は新しい電気自動車の形とか言って売ってたけど。 燃費の面でもエンジンの方が効率が良い場面でもエンジンが使えず トヨタやホンダのHVに比べて燃費今いちと聞いてますが?
他ではなかなか作れないと言われている トヨタのHVてよくよく考えると凄いんですね。 欧米も同じようなものが作れていればBEVとか言い出さなかったかも?
・シリーズハイブリッドとそうでないハイブリッドを比較して、どちらがなぜ効率がいいのか、その理由が書いてあるのかと思ったら、単にハイブリッドの原理だけ紹介されていてがっかりした。
減速時に回生ブレーキで発電して加速時にモーターアシストで利用する。そんな基本原理みんな知ってるでしょ。
・エンジン発電式のEVをハイブリッドと呼ぶのは個人的に違和感あるな。蓄電装置がデカいか小さいかの違いとかあるのかな。 例えば走行電力が全て賄える高性能太陽光パネル装備の車が完成したら、これもハイブリッドと呼ぶのだろうか。天気悪い日は走れないって話は置いといてさ。
・10.20.30. 系プリウスに乗ってきてepowerNISMOに現在乗っています 燃費プリウスが10から15%いいですね epowerは100k巡航、気温0℃前後ではさらに燃費がダウンします 発電エンジンもけっこううるさいです いいのはゼロキロから最大トルクが出るのでゼロ発進走りが爽快です。まこれだけです。
・欧州はEVに見切りをつけエンジン車に回帰している。生産時のCO2排出量を換算すると環境負荷が大きいとの考えだ。
そうすると実質的な正答はハイブリッド車となる。トヨタに先見の明があった。
EVへの変換は欧州の自動車産業主導権奪還のための政治的マターだ。環境を盾にトヨタを崩そうといた。
この画策に中国も乗っかりアジア経済圏の主導権を握ろうとしたが、全ては失敗した。
欧州、とくにドイツはエンジン車を再開した。中国ではテスラは撤退しBYDなどは大幅な販売不振に悩んでいる。
そう言えば、プリウスの新型は近未来的なデザインだ。次の時代の到来を感じる。
・ガソリン車しか、買えない人の為にも エンジンが、今の程度よりもっと進化 して、作れると思います。損失だけを 考えて作る。本質は、他にもあるはずです。 国の定める基準を、技術者は変えられる。
・>エンジンで発電するならそのままエンジンで走ったほうが効率いいんじゃない!?
概ねそのとおりですよ。 e-powerの利点と低燃費は回生できることによる。 そのため、回生制動と相まってワンペダルも実現できている。 だから高速道路のようにエンジンで一定速度で走るようなシチュエーションでは燃費は良くない。
・モーター駆動にすることによって、高精度な制御の必要なトランスミッションいらなくなるからね。 エンジンでわなく、発電機なら稼働効率いい回転数で運用すればいいし。
・エンジン、モーター、バッテリーと色々搭載して自動車の構造が益々複雑になっていきますね。 燃費の為に部品点数を増やし複雑化させる事は果たしてエコなのか疑問です。
・どうしても高速域では燃費が悪くなるのは電気のデメリットではあるかな。 ただ電気自動車みたいなフィーリングは面白さを感じる人もいるので結局は好みだと思う。私は好きよe-power。
・加速だけが取り柄かな。
逆にSDGsで言えば部品点数の増加で重量増と良くない事だらけ。
重量増は、安定感は出るかもしれませんが、デメリットも多い。
・それよりも何よりも何年も前から騒いでいるロータリーエンジンを発電専用で、の車種はいつ発表されるのか? SPCCIもイマイチだったし、前評判(話題)のみ先行させるのもどうかと思う。
・使用速度域で優位性は変わります、街中だけなら良い、高速では劣化とか買いてますが、法定速度なら明らかにシリーズ式が燃費は良い 特にホンダ、結局はエンジンの性能なんだろね!
・高速走行用のギアだけ欲しいなとは思いますけどね。 2つならシンプルにできないのかな。 だったらe:HEVのようにエンジン直結するわ!ってなっちゃうのかな。
・>モーター駆動であれば変速機は不要
この理屈が分からない。EVでも、スピードを上げようとアクセルを踏めば、電気をより多く消費するんじゃないの? ここの理屈が間違ってる? 電動モーターの場合、回転数と消費電力の関係性は無いの?
・三菱のプラグインハイブリッドはエンジンの動力をそのまま伝達するモードもあるからシリーズハイブリッドではなくスプリット方式だよ
・この著者はEV教会(協会)の重役だったかでEVの立場が危うくなってきたからモーターで動く車は全部EV みたいな刷り込みを行おうとして組織存続を図ってきたんだろうねw BEVだけからPHVもEV モーター走行できるHVもEVの仲間って感じに トヨタはHVの雄だからそこだけは敵体軸として印象操作を図っているのかな この著者は今後そういう感じの記事しか書かないだろう そうしないと自分の組織が潰れるから まあこういう輩の言う事を鵜呑みにはしない事だ 所詮は無知を狙い撃ちにした偏向記事しか書けないのだから
・その浮いたガソリン代よりも、バッテリーが安く買えればね。 の前に、車両価格の差額を回収しないとね。 結局、トータル的に赤字になる気がするんだが?
・テスラのトランクに発電機を積めばよい?
回生エネルギー回収は出来ないけど、バッテリーが空になっても発電機がある!って安心感はあるかなぁ?
・チョロQみたいに蓄力のバネでも積んで減速エネルギーの回収すれば軽量格安で効率アップ出来るんじゃないの
・トヨタのハイブリッドシステムも時速70キロまではシリーズ式、70キロ以上からパラレル式にしてくれないかな?
・シリーズHVの燃費がいいのは分かるが、ではなぜトヨタのStrong HVの方が燃費が良くなるのか。 が分からない記事になってるね。
・軽いクルマを作ればエンジンだけで十分。我が愛車は700cc、830kg、100馬力、燃費18.5㍑/kmです。
・e-POWERは効率云々よりモーターフィールが気持ちいいから価値があると思う。
・なるほど〜 そうなんだ、でも何故かトヨタのほうが燃費良い! エヘン本当の答は? トヨタ方式は技術力が高すぎて作れない、が正解、 記者さん正直に書きましょう。
・EVも火力発電の電気で動かしたら意味ないじゃん。 とか言っちゃう人にも読んでほしい記事だね。
・ガソリンを燃料とするミラー(アトキンソン)サイクルエンジンの熱効率は30%後半。
・EVを充電する電気が石炭火力発電ならエコじゃないよね。
・レイアウトの自由度も高そうよね
・こんな話はもう過去の常識。 日本では話題にもならない。
・なんかエクステンダーEVのようです。
・でもトヨタ方式程はエコじゃないよね。 そこも書いてもらわないとね。
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