プリウスの燃費が良い本当の理由

質問

エンジンで発電機を回しながら走る車トヨタプリウスについて。
科学的な裏付けのある説明がほしいのでこちらのカテゴリに投稿しました。

この車の燃費が良い理由を詳しく知りたいです。

■プラス要因
（A)アイドリングをなくせる（交通状況に依存）
（B)電力回生ブレーキが使える（だたし回収効率は悪い。交通状況に依存）
（C)エンジンを効率のいい回転域だけで使える

■マイナス要因
（D)エネルギーの変換工程が多く損失が大きい（非常に大きくないですか？）
（E)発電機、バッテリーの重量増加（１００キロ増どころではないのでは？）

プラス要因（A)(B)は状況によりあまり貢献しないし、
マイナス要因は常に負担になると思うのです。
こう考えると、燃費が良くなっているのが不思議なのです。
どなたか、すっきり説明してもらえませんか。

ちなみにエンジン出力が車輪の回転になるまでの流れは
次に示すような感じで正しいですよね。

化学エネルギー
　　↓(エンジン)
運動エネルギー　→→→　☆推進力☆
　　↓(発電機(モーター))
電気エネルギー
　　↓(バッテリー)
化学エネルギー　　
　　↓(バッテリー)
電気エネルギー
　　↓(モーター(発電機))
運動エネルギー　→→→　☆推進力☆

回答No.2

aminouchi · ベストアンサー

工学や物理学等については素人ですが、プリウスに乗っていますのでお答えいたします。

燃費がよい最大の理由はエンジン効率の良さにつきます。
車が走っている時に必要な出力は状況によって変動しますが、プリウスのエンジンは基本的に一定の回転数を保ち、エンジン出力も一定になるようにしています。そして走るのに必要な力に対して
１）エンジンの力が足りない時はモーターが補い、
２）ちょうど良いときはエンジンの力だけで走り、
３）エンジン出力が余る時は、その力を発電に回します。

＃１の方のおっしゃるように
通常走行時⇒エンジン、モーターともＯＮ
ということはなく、追い越しをするために加速力が必要な時、急な上り坂の時などのどうしても必要な時だけモーターＯＮとなります（中央高速の談合坂付近、東名高速の御殿場付近や牧ノ原付近程度ではモーターアシストは不要です）。

下り坂ではエンジン出力が余りますからどんどん充電されます。さらに下り坂が続いてバッテリーがフルになってしまうと充電を止めますからエンジンも止まってしまいます。逆にバッテリーがなくなってしまいそうになると「亀マーク」が出てエンジンの力のみでゆっくりとしか走れなくなったりしますが、私は６年間乗って来て「亀マーク」を見たのは２回だけです（さすがに富士スバルラインで飛ばしすぎました）。

さて、長所としてあげられている中で、
（Ａ）は渋滞の中では大きな力を発揮します。ブリウスの街中での燃費の良さはこれに由来するでしょう。しかも、走り出す時はモーター使用ですからちょっとだけ走って停まるような場合にはエンジンがかからずガソリンは使いません。
（Ｂ）回生ブレーキによる電力回収は実はたいしたことがありません。少しのことでも無駄にしないようにという程度です。

短所とされている中で
（Ｄ）は上に書いたように出力の余裕を用いますから、損失は確かにあるとしてもそれに比べての利益の方が大きいでしょう。
（Ｅ）は確かにその通りです。全体に重くなって動かすのに必要なエネルギーは多くなりますから。とは言え、初代に比べて現行のプリウスは積載電池量を減らすなどして、重量を軽減化しているようです。

さらに参考ＵＲＬの良回答をご覧いただきたいのですが、プリウスのエンジンはアトキンソンサイクルエンジンというもので、通常のオットーサイクルエンジンとは基本的な考え方が異なるようです。

参考URL：

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=708456

補足

回答ありがとうございます。
参考URLも見ました。大変よく分かりました。
複雑になったのに効率が良くなるというのは大変面白いです。

回答No.1

kawakawakawa13

プリウスの場合、
停車時⇒エンジン、モーターともＯＦＦ
発進時⇒モーターのみＯＮ
通常走行時⇒エンジン、モーターともＯＮ
減速・停車時⇒エンジンＯＦＦ、モーターは発電機として動作
というサイクルです。
つまり発進時はバッテリーの電気を使い、通常走行時にエンジンを掛けて発電・充電・モーターへ給電を平行して実施、減速・停車時は、モーターで発電し、エンジンを止めます。
このシステムにより、最も燃費が悪くなる発進・加速によるガソリンエンジンの回転数増加を防ぎ、常に一定回転を維持するエンジンに特化させることで、燃費を極限まで切り詰め、併せて高性能バッテリーを併用することにより、エンジンの停止時間を長くし、更に燃費を伸ばしています。
都心の渋滞などでは、バッテリー容量の減りが早くなり、必然的に停車時でも発電のためエンジンが掛かるようになり、燃費も悪くなります。

補足

回答どうもです。
エンジンは使い方でえらく効率が変わるのですね。
そのあたりがすっきりと分かりたいです。

ただ、こんなにエネルギーの変換を重ねているのに結果的には効率が上がるのがおもしろいですね。

化学エネルギー
　　↓(エンジン)
運動エネルギー　→→→　☆推進力☆
　　↓(発電機(モーター))
電気エネルギー
　　↓(バッテリー)
化学エネルギー　　
　　↓(バッテリー)
電気エネルギー
　　↓(モーター(発電機))
運動エネルギー　→→→　☆推進力☆