【初心者向け】ハイブリッド自動車ってなに？
皆さん、こんにちは！エンジニアブロガーのgibsonです。
今回のブログの内容は、「ハイブリッド自動車」についてです。
近年、街を走っている自動車を見てみるとリアに「Hybrid」と書かれたものを多く見かけます。また、トヨタ車で言うと、トヨタのエンブレムが「青」になっているものはハイブリッドであるということが一般的に知られていますが、最近街中で見かけるトヨタ車のエンブレムは大方青いエンブレムとなっています。
では、皆さんの身近に多く見かけるようになった「ハイブリッド自動車」ですが、そもそもハイブリッド自動車とは何なのでしょうか？
今回はハイブリッド自動車について自動車に興味が無いような方でもわかるようにご説明していきたいと思います。
今回のブログの構成は以下のようになっています。
それでは始めていきましょう！
1.「ハイブリッド」の意味
まず最初にハイブリッドの意味を調べて見ましょう。英単語帳などを見てみると「hybrid」(混ざった、雑種)と説明されています。
つまり、ハイブリッド自動車とは「何かが混ざった自動車」であることがわかります。
では何が混ざっているのでしょうか？
答えは「パワートレイン」です。パワートレインというとエンジンなどの出力機構とトランスミッションなどの動力伝達機構を合わせて呼ばれることが多いですが、実際ハイブリッド自動車では複数種の出力機構を組み合わせ、共通の動力伝達機構を用いてパワーをタイヤに伝えています。
ハイブリッド自動車の出力機構には「エンジン」と「モータ」の2種類を採用するのが一般的です。
ハイブリッド自動車とは、このようにエンジンとモータという異なる出力機構を併用していることから「Hybrid」自動車と呼ばれているのです。
2．エンジンとモータを併用する理由
ハイブリッド自動車は燃費が非常に高く環境に良い自動車として一般的に知られていることからもわかるように、エンジンとモータを併用する理由は「燃費に良い」からです。
ではなぜエンジンとモータを併用することで従来のエンジン自動車よりも燃費が良くなるのでしょうか？
まず一つが燃料の違いです。エンジンはガソリンをエンジン内部で燃焼させることで動力を得ています。このガソリンを燃焼させ自動車から排出される排気ガスには二酸化炭素などが含まれており、地球温暖化の原因であるといわれています。
それに対して、モータは動作するために「電気」があれば動作して力を発生させることができます。電気は自動車のバッテリなどに蓄電されておりそれを使用することでガソリンを消費せずに走行することが可能です。また、モータは電気で駆動しますがその際に有害な物質などは一切排出しないため、地球の環境にも優しいのです。
以上のことから、燃料を消費するエンジンよりも電気で駆動することのできるモータの方が燃費の面で有利であることがわかります。
今までの話を聞いていると自動車にエンジンは不要のように感じますが、なぜモータのみではなく、モータとエンジンを併用しているのかについてさらに詳しくご説明いたします。
3．エンジンとモータを併用する理由(もっと詳しく)
エンジンとモータにはそれぞれ得意・不得意があります。先ほどの話では燃費の面に関してはエンジンは不得意で、モータが得意ということになりますが、ほかの面に関して言うと少し違ってくるのです。
実はモータは高速走行が不得意です。また、モータに電気を供給するバッテリは効率自体は良いものの容量に限度があり長距離の走行も苦手となります。
それに対してエンジンは高速走行を得意とし、ガソリンは非常に高いエネルギー密度を持つことから少ない量でも爆発的な力を発揮することができます。このため、エンジンは長距離の走行を得意とします。
また逆のパターンでいうと、自動車の発進の際には「トルク」が必要であるというお話を以前のブログでさせていただきました。
ブログのリンクです！
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実はモータは低回転から最大トルクを発揮することができるため、信号が赤から青になった時などの発進が非常に得意です。
一方でエンジンは高いトルクを発揮するのに回転数を高める必要があるので、ガソリンを多く消費してしまいます。
このようにエンジンとモータにはそれぞれ得意・不得意があり、それぞれの得意な所を良いとこどりすることでより自動車の燃費を高めることができようになります。
また、ハイブリッド自動車の中にはモータで主に走行してエンジンはバッテリに電力を供給するための「発電機」として使用し、高速走行時や急加速時のような大きな力が必要な時のみエンジンまたはエンジンとモータで走行するような制御を行っている車種もあります。
4．まとめ
今回はハイブリッド自動車について基本的な内容を初心者の方でもわかるようにご説明させていただきました。
ハイブリッド自動車って燃費にいいことは知っているけど、なぜ燃費が良いのかは知らなかったような方への導入編としてまとめさせていただいておりますので、ぜひこちらのブログを読んで参考にしていただければと思います。
今回のまとめとしては、ハイブリッド自動車とはそもそも動力源がエンジンとモータの二つをハイブリッド(組み合わせ)しているためにそのように呼ばれています。
また、エンジンとモータと併用する理由としては、実走行時にお互いの得意な場面で使用を切り替えることで効率良く走行することができ、なおかつ走行距離を伸ばすことができるからです。
今後、ハイブリッド自動車から電気自動車へと徐々にシフトしていくことが予想されます。電気自動車は電気自動車で様々な問題を抱えていますが、それはまた別の記事でお話させていただきたいと思います。
それでは、今回のブログは以上となります。
最後に
ここまでブログを読んでくださった皆様、本当にありがとうございます。
当ブログでは、初心者エンジニアが個人的に勉強したことや趣味の話などをご紹介しております。
この記事を読んで、もし当ブログにご興味をお持ちいただけましたら是非また当ブログをご利用ください。
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それでは皆様、本日もお疲れ様でした。
