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なぜトヨタ「プリウス」は変速機がない? ハイブリッドの仕組みがいろいろ存在する訳

■ハイブリッドシステムは3つに大別されている

 トヨタが1997年に世界初の量産型ハイブリッド車「プリウス」を発売してから23年。ハイブリッド車は、セダンやミニバン、SUVなど、さまざまな車種に採用されています。

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 自動車検査登録情報協会によると、2019年にはハイブリッドの乗用車の登録数は845万3451台にも及び、いまでは当たり前の存在になりました。

 広く普及したハイブリッド車ですが、じつはさまざまな種類が存在しています。どのようなものがあるのでしょうか。

 ハイブリッド(hybrid)とは、もともとは「雑種、あいのこ、混成物、混種語」を意味する英語です。

 自動車においては複数の動力源を持つクルマをハイブリッド車と呼び、代表的なのはガソリンエンジンと電気モーターを組み合わせたものです。

 ディーゼルエンジンと電気モーターの組み合わせでももちろんハイブリッド車にあたり、日本では2019年から導入されているメルセデスベンツ「E350de」が唯一のディーゼルハイブリッド乗用車になります。

 広義においてはディーゼルエンジンとガソリンエンジンの両方を積むクルマもハイブリッド車といえなくもありませんが、ほとんどの場合はハイブリッド車といえば、エンジン(内燃機関)と電気モーターの「電気式ハイブリッド車」のことを指します。

 電気式ハイブリッド車は、エンジンと電気モーター、駆動の関係により3つの種類に分けることができます。

 ひとつめは、エンジンは発電専用で電気モーターのみでタイヤを駆動する「シリーズ方式」です。

 電気モーターは細かい出力制御が可能なため、トランスミッションを必要としません。日産の「e-POWER」がこのシステムを採用しています。

 ふたつめは「パラレル方式」で、エンジンと電気モーターの双方がタイヤを駆動する動力源となるシステムです。

 エンジンと電気モーターの配置を同軸にするか別軸にするかで出来ることに多少の違いはあり、また電気モーターだけで走ることもありますが、基本はエンジン駆動で電気モーターはアシスト的な役割と考えていいでしょう。

 エンジンだけで走ることもあるため、一般的なエンジン車と同様のトランスミッションが必要。代表的な採用例がホンダの「IMAシステム」になります。

 みっつめが「スプリット方式」で、その名の通りエンジンの出力を駆動と発電に分割(スプリット)するシステムです。

 ふたつの使い道に分けることで、パラレル方式のように「エンジン+電気モーター」で走ることもでき、シリーズ方式のようにエンジンで発電しながら電気モーターで走ることも可能なことから、「シリーズ・パラレル方式」と呼ばれることもあります。

 スプリット方式では出力を分ける動力分割機構には変速作用もあるため、トランスミッションは不要です。

 スプリット方式の代表例である「THS(トヨタ・ハイブリッド・システム)」を採用するプリウスは「電気式無段変速機」とカタログに記載されていますが、実際にトランスミッションが搭載されているわけではありません。

■国産車「12V」vs 欧州車「48V」のマイルドな戦いが勃発!?

 近年話題にあがることが多い「マイルドハイブリッド」。とくにスズキ車に多く採用されていますが、どのようなハイブリッドシステムなのでしょうか。

 簡単にいうと、比較的小さな電池(バッテリー)と出力の低いモーターを搭載するパラレル式のハイブリッド車です。

 電気モーターはエンジンをほんの少しアシストする役割で、たとえばスズキの「ワゴンR」では1回のアシストは最長でも30秒間だけ。

 当然、一般的なハイブリッド車に比べ燃費の向上はわずかですが、システム構成が簡素かつ軽量コンパクトで安価なため、低価格帯のクルマにも採用しやすいというメリットがあります。

 多くのマイルドハイブリッド車は、通常の乗用車用のオルタネータ(発電機)を多機能化した発電機兼モーターを搭載します。

 そのため使用する電圧は電装品と同じ12Vとなりますが、欧州では「48Vマイルドハイブリッド」が導入されはじめています。

 ちなみに、プリウスのハイブリッドシステムは最大650Vもの高電圧。こうした本格的なハイブリッドは、マイルドハイブリッドに対して「ストロングハイブリッド」と呼ばれています。

 欧州の48Vは12Vと比べれば高電圧ですが、人体にとって危険とされる60Vよりも低いため、プリウスほどの安全対策は不要で、かつ12V駆動のモーターより高出力であると注目を集めています。

 欧州といえば、忘れてはいけないのが「プラグインハイブリッド」です。「PHV」や「PHEV」と略され、国産車ではトヨタ「プリウスPHV」や「RAV4 PHV」、三菱「アウトランダーPHEV」などがありますが、欧州車のほうが採用に積極的です。

 通常のハイブリッド車より容量の大きなバッテリーを搭載することが一般的なため、電気モーターだけで走行できる距離が長いのが特徴。

 また、溜めた電力を家電などにも使える外部給電機能が備わることが多く、アウトドアや万が一の災害時に利用することができます。

※ ※ ※

 ハイブリッドシステムはこの25年で大きく進歩しました。

 今後はCO2ゼロやカーボンニュートラルを目指し電気自動車や燃料電池車にシフトしてくと考えられますが、まだしばらくはハイブリッド車が主流で発展するはずです。

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