エンジンとモーターなど異なる2つ以上の動力源を持つクルマです。
モーターとエンジンを組み合わせて使うにはいくつかの方法がありますが、トヨタのハイブリッド車では、“シリーズ・パラレル・ハイブリッドシステム”を採用しています。
モーターとエンジンの長所を融合した「いいとこ取り」のパワーユニットです。
エンジンがその実力をもっとも発揮できるのは、中速域から高速域。一方モーターはスイッチを入れた(アクセルを踏んだ)瞬間から、その実力を発揮できるので、発進から低速域が得意ゾーン。
発進から低速域まではモーターだけで走行、ある程度走り始めたらエンジンも始動。お互いの長所を活かし合うことができるハイブリッドシステムです。
EV走行が可能であることや、減速時にブレーキを踏んだときに発生する熱エネルギーを電気エネルギーに変換する回生ブレーキというシステムを利用して、再び動力源として回収して蓄積している点も特徴のひとつです。
エンジンとモーターを併用する(効率的に使い分ける)トヨタのハイブリッドシステムの仕組みをご紹介します。
モーターの低速トルクを活かした発進
エンジンは停止したまま、バッテリーの電力を使って、モーターの力で発進します。
エンジンは、低回転域で大きなトルクを出すことが苦手です。低回転域から大きなトルクを出せるモーターの方が、レスポンス良く、スムーズで、効率の良い発進ができるのです。
エネルギー効率に優れたモーター走行
低速域は、エンジンにとって効率が良くない領域です。一方で、モーターは低速域での効率に優れています。
このため、低速域での走行時には、バッテリーの電力を使って、モーターの力で走ります。
エンジンを主動力とした低燃費走行
エンジンの効率が良い速度域では、主にエンジンの動力を使って走ります。エンジンの動力は、車輪を直接駆動すると共に、走行状況に応じてジェネレーターに分配されます。
ジェネレーターで発電された電力はモーターを動かし、エンジンの駆動力を補助します。
エンジン・モーター2つの駆動系を使うことで、エンジンで発生したエネルギーを無駄なく路面に伝えられるのです。
余分なエネルギーはバッテリーに蓄積
エンジンを効率優先で運転しているため、エンジンで発生するパワーを使い切れない場合があります。エンジンで余分なパワーが生じた時には、ジェネレーターで電気に変換して、無駄なくバッテリーに蓄えます。
2つのパワーで1クラス上の加速
急な上り坂や追い越し時のように、強い加速力が必要な場合は、バッテリーからも電力を供給してモーター出力を増幅します。エンジンとモーターの2つのパワーを合わせることで、1クラス上のエンジンと同等の力強さと、滑らかな加速を実現しています。
減速のエネルギーをバッテリーに回収
ブレーキを踏んだりアクセルを緩めた時には、車輪の回転力でモーターを回し、発電機として使います。通常は、熱として捨てられる減速のエネルギーを電気エネルギーに変換して、バッテリーに回収し、再利用します。
動力系を全て停止
クルマを止めた時には、エンジン・モーター・ジェネレーターを自動的に停止します。アイドリングによる無駄なエネルギーの消費はありません。