エンジンで発電して、その電気でモーターを駆動する仕組みは賢いのですか。 鉄道の非電化区間では、昔から実績があるようです。

Question

ディ―ゼルエンジンがそのまま車輪を動かすのではなく、エンジンは発電機を動かし、出来た電気でモーターを回す仕組みです。

自動車にもその仕組みが採用されて、かなり売れているのですね。
スズキ、日産からでているようですね。
純粋な電気自動車でもなく、ハイブリッド車でもないという立ち位置でしょうか？
しかし、効率は非常に良くなるのですか。
燃費がよくなるわけですか。

Answer 1

まだ自動車の動力が研究されていた時代に、電気自動車の構成の一つとして生まれています。
自動車が内燃機関駆動となったのは、いろんな方式がその時代の実現性により内燃機関が生き残っただけです。

ご質問のシリーズ型ハイブリッドシステムは歴史は古く、上記の動力源が混沌としていた時代にポルシェがミクステという車で実現しています。
既に110年程度昔です。
ディーゼル機関車は軌道交通としての効率が良いシリーズ型ハイブリッドを昔から採用しています。(シリーズ型ハイブリッドとは呼んでいませんけど。)

三菱OutlanderPHEV、ホンダAccord Hybridから市販投入されたシリーズ型ハイブリッドシステムは、日産ノートe-Powerで本格的に普及し始めました。
昔は技術的に困難なシリーズ型ハイブリッドも、時代を経て実用化ができるようになったのです。

ちなみに、スズキのハイブリッドはほとんどアイドリングストップと同等の簡易なものや、低コストに抑えるために運動性能を絞ったもので、シリーズ型ハイブリッドではありません。

シリーズ型ハイブリッドシステムはエンジンで発電するために、加速減速の変化を受けずにエンジン回転数を一定に保てる事が重要です。
エンジンは一定回転数で稼動するのが、エンジン燃焼効率が最大になります。
エンジン回転数を一定に保つ事が重要です。
CVTが無段階変速という特徴でエンジン回転数変動を低くするのも、シリーズ型ハイブリッドシステムでエンジンの役目を発電に特化する事でエンジン回転数変動を低くするのも、燃焼効率改善すなわち燃費改善の手法です。

(dywgb533さんへ)

Answer 2

潜水艦がそうやで。
鉄道やと車とちがってちょっとくらい重くできるんで国鉄んときからやっとるが重くなるし部品がふえて整備に手間がかかるが発電してモーターで走らせてもエンジンだけで走らせんのとそんなにかわらへんかったんで途中でやめたが、今はエンジンとモーターの性能がええようになったんで東日本と西日本と貨物はそういう車両をつくったで。

Answer 3

当分バッテリー進化はしそうもない
EVだけではバッテリーの重量、コストが膨大
ココが安くなればEVは普及するけどね
そうなると中継ぎで
バッテリーサイズはソコソコ５０Kg程度にして
エンジンで電力供給賄う
場合によっては家庭コンセントでも充電可能
高速以外ならメリット大
高速で大パワー使うならエンジン直結が良い
100㌔走行に必要なパワーは15～20PSもあれば十分
まだまだ電気モーターが良い領域

Answer 4

三菱やホンダやシボレーにもありますよ。
三菱やシボレーはPHV、ホンダはHVです。

Answer 5

あまり賢くは有りません。
ハイブリッド車の技術レベルとしては低いのですが、モーター走行での加速感が良いので予想外にタマタマ人気に成っている様です。

・大きな発電機が必要です
走行モーター出力の半分以上の出力の、ムダに大きな発電機が必要です。

・大容量の電池が必要です
走行モーター出力の半分以上の出力の、ムダに大容量な電池が必要です。

・高速燃費が悪くなります
高速走行で、エンジン走行が出来ないので、走行モーターの効率の悪い高回転走行を行うので、高速燃費が悪くなります。

最先端ＨＶ技術では、小さめの発電機、小容量の電池、高速ではエンジン走行を行い、車両価格の低減と低速～高速燃費改善を目指しています。

Answer 6

＞エンジンで発電して、その電気でモーターを駆動する
＞仕組みは賢いのですか。
大型車両については、市販化されて約１０年経ちますが、直接タイヤを回すより４割ほど燃費が良くなるそうです。

小型化が難しく、乗用車に採用され始めたのは近年ですけどね。


＞純粋な電気自動車でもなく、ハイブリッド車でも
＞ないという立ち位置でしょうか？
燃料電池車と同じで、シリーズ式ハイブリッド車となります。
シリーズ式ハイブリッド車：一方の動力（又はエネルギー源）は直接タイヤを回せず、他方の動力の為だけに使われる。

Answer 7

現在の電車を全て地下鉄にすると、地上の踏切は全て無くなるので、自動車の停止は無く成り、交通混雑や燃費面でも貢献出来る。

電車は地下鉄にすると地上の駅因り、地下に降りるには下り坂になるので、発進時のみ電力を使い、次の駅には上り坂に成るのでブレーキを踏んで止まる必要が無いので、地下のスロープの設計次第で非常に省電力型の乗り物に成る。

Answer 8

質問のいずれの方式もハイブリットです。
エンジンは発電のみのシリーズ式はスプリット式には性能的に敵いません。

ハイブリット（シリーズ式）はエンジンは発電だけ、駆動はモーターが行います。
※電車はもちろん過去には大戦時に独の実験的超大型戦車でも採用されています。

ハイブリット（スプリット方式・パラレル方式）はエンジンと発電と走行を行い、モータは走行を補助します。スプリット式は走行に必要な出力の比率をエンジンとモーターで自由に調整できますが、パラレル式は一定割合に固定されます。

シリーズ方式の方が構造が単純なので安上がり（日産のe-ower）、
スプリット方式はプリウスなどのHVで、複雑な制御が必要なので高価になりますがシリーズ式に比べて非常に効率が良く、燃費で勝ります。

Answer 9

ディーゼル機関車も電気に置き換えている理由はトルクです

Answer 10

鉄道では「電気式ディーゼル」と呼ばれるもので、ハイブリッドの一種「シリーズハイブリッド」と言えるものです。（プリウスなどは「パラレルハイブリッド」）

多数の機関車・列車をつなげた際に総括制御がやりやすいという（電車と同じにできるから）利点がありますが、旧来の直流発電機～直流モーターの組み合わせだと出力の割に重たくなってしまい、日本の線路路盤が脆弱な環境ではほとんど採用されていませんでした。ゆえにアメリカなどで特に発達しました。
軽い車両にしか対応できない日本ではディーゼルエンジンで直接車輪を駆動する「液体式（トルクコンバータ式）ディーゼル」が普及したんです。こちらの方が軽くできるからですね。

近年の交流発電機～インバータ制御交流モーターだと効率が良くなり、以前ほど重たくなくなったので、最新のJRディーゼル機関車は皆「電気式」になっています。また線路路盤が整備され、本当に脆弱で簡易な路線は「赤字ローカル線」として淘汰されたことも有りますね。

電化するほどでもない路線においてシリーズハイブリッド式ディーゼルカーが導入されることもあるでしょう。

鉄道に限らず大型船舶においても昔からそれなりに普及していた方式で、近年はポッド式推進器と合わせて客船・フェリーなどで特に欧州で良く採用されています。日本ではまだ数例しかありませんが、そのうち増えてくるでしょう。