小型排気量の内燃機関エンジンで発電して一旦蓄電しモーターで動く動力システムの車は何故作られないのでしょうか？ 出力が足らないのでしょうか？エネルギー効率が非効率だからですか？教えてください。

Answer 1

まさに質問者さんがおっしゃる通りの車が、今回のジュネーブモーターショーに出品されましたよ。
http://autos.yahoo.co.jp/news/detail/0/137089/
このAudi A1 e-tronに搭載されたレンジエクステンダー（発電専用エンジン）は排気量わずか254ccのロータリーエンジンです。
私はこれを見た時、「その手があったか！」と思いました。
ご存知のようにEVにとって航続距離の延長は大命題ですが、そのために巨大なバッテリーを積むというのではコストが上昇するばかりです。
安価でエネルギー密度の高いバッテリーの開発が望まれるところですが、それは遠い道のりでしょう。
それゆえ現実的な解として、発電用の内燃機関を積むというアイデアが具体化されようとしているのはnenkukaputiさんが述べられている通りです。
しかしながら、そこでの問題はやはりエンジンの大きさであろうと思われます。
EV用のレンジエクステンダーが大排気量では本末転倒ですし、かといって小さすぎるエンジンでは出力が低くて使い物にならないでしょう。シボレー・ボルトのレンジエクステンダーが1.4Lの４気筒なのも、そのあたりのバランスを考慮してのことだと思います。
そんな中、A1 e-tronがボルトの1/4にも満たない排気量をいきなり提示したのは、今後レンジエクステンダーとしての内燃機関が向かう方向性を左右する画期的な出来事なのかも知れません。
レシプロエンジンよりも小型で高出力を得られるロータリーエンジンを採用したのは、NSU時代に世界初のロータリーエンジン搭載車を発売したAudiならではの着眼点と言えるでしょう。
一般にロータリーエンジンは効率が悪いイメージがありますが、単に発電用であれば過渡的な特性を考慮する必要もなく、最も効率の良い領域のみを使うことができるはずですから（このエンジンの場合5000rpmの一定回転数とのこと）、このアイデアには確かに「なるほど」と思わせるものがあります。
もちろん、A1 e-tronはコンセプトカーですので最終的にどうなるかは分かりませんが、もし私がマツダの技術者であれば、先を越されてしまったことを大いに悔やんでいるところでしょうね。。。

質問者からのお礼コメント

皆さんの意見大変参考になりました。もっと小型になれば良いと思うのでベストアンサーに選ばしてもらいました。F-1も動力が内燃機関エンジンから直接駆動ではなくシリーズハイブリット（内燃機関排気量５００ｃｃ以下）などでモーター駆動しか認めないルールにすればと良いなと思いました。

Answer 2

＞小型排気量の内燃機関エンジンで発電して一旦蓄電しモーターで動く
＞動力システムの車は何故作られないのでしょうか？
バス、船舶などでは実用化されています。
シリーズ式ハイブリッドと呼びます。

小型排気量の内燃機関エンジンで発電して一旦蓄電しモーターで動く動力システムの「バス」であれば、２００７年９月から販売されており、２００９年１月にはそのバスは第19回省エネ大賞で「省エネルギーセンター会長賞」を受賞しています。

２００８年に北海道で行われた洞爺湖サミットでもこのシリーズ式ハイブリッドバスが送迎していました。
システムの小型化が現在の課題で、乗用車にはまだ採用されていないだけです。

Answer 3

それはシリーズハイブリットといって三菱ふそうの路線バスの一部車種と乗用車にもごく一部ですが採用され走ってます。
エネルギーの変換効率もですが比較的大容量のバッテリーを積まないとエンジンは動きっぱなしになってしまいモーターを使う必要性が低くなってしまうと言う事もありますし、ハイブリッドに求められる条件の中にアイドリングストップがあり機構的にスターターモーター無しでのエンジン始動が出来ないのでハイブリッドのうまみを出し切れないと言えます。
ホンダのIMA(パラレルハイブリッド)やトヨタのTHS-Ⅱ(シリーズ・パラレルハイブリッド)で機構や作動などさまざまな違いはありますが、エンジンとモーターそれぞれを効率のよい状態で稼動させると言うのは一緒ですから、その点シリーズハイブリットは劣っていると言えますね。
ですがシリーズハイブリットシステムではハイブリッドシステム中で一番回生ブレーキのエネルギー回収効率が高く(次にTHS-Ⅱ、最悪なのがIMA)、大容量バッテリーにアイドリングストップ機能、高効率のエンジンを搭載できれば機構的にはシンプルなので、デザインや設計の自由性やトランスミッションが不要、何よりEV(電気自動車)への移行が容易と言う事で現在開発が進んでいます。

Answer 4

電気モーターだけで自動車を動かし，エンジンを駆動にではなく完全に発電機として使用するレンジエクステンダーと呼ばれる方式ですが、既に実用化に向けて動き出しています。
http://www.carview.co.jp/green/ecoword/9/15/

シボレーはボルトという車種で、今年の後半にカリフォルニア州限定で発売する予定ですし、オペルもシボレーボルトのメカニズムを流用したアンペラを2011年をまでにデビューさせるために、開発作業を進めていますよ。
また、クライスラーも同じ方式を採用して、2010年後半にも実用化する方向でコンセプトカーを発表しています。

既存のエンジン併用型のハイブリッドと、どちらが優れているかはまだ現段階ではわかりませんが、エンジンの起動時間を抑えられる言うことで欧米ではこちらの方式を有望視しているメーカーもありますので、今後の展開に注目してみたいですね。

現在乗用車用に開発されているレンジエクステンダー方式も、基本的にはプラグインハイブリッドを基本として家庭用電源から充電した電力を主に使い、移動距離が長いとき場合に足りない部分に関してエンジンを起動して補うというのが基本のようですから、不要なエンジン起動は極力さけたいという意味では、完全な電気自動車を目指す前段階の車といえるかもしれませんね。

いずれにしても、ハイブリッドシステムは過渡期の技術ですからも、今後いろいろな方式がチャレンジされるのではないでしょうか。

http://response.jp/article/2008/09/17/113796.html
http://response.jp/article/2010/02/26/136971.html
http://corism.221616.com/articles/0000091442/

Answer 5

非効率だからです。エネルギーの変換ロスはバカにならないのはご存じの通りです。

ガソリンから発生する熱を100とすると、運動エネルギーに変換して35位だと言われてます。その35の運動エネルギーを電気エネルギーに変えると約半分といわれてますので18ってところで。更に充電ロスもあれば、今度はまた電気エネルギーを運動エネルギーに変えると・・・

なのでプリウスのようなパラレルハイブリッドになります。小型排気量と電気モーターの組み合わせで、良いところを組み合わせてます。