電気自動車とハイブリッドについて

質問

電気自動車は現在のところ電池の価格も高いことからあまり普及していません
それを補うように現在主流のハイブリッド車が生産されているようですが
そこで質問ですが
現在発売されているハイブリッド車はエンジンにモーターを付属させるような形式が主流の様ですが、私にはこの方式にメーカーがこだわる理由が今一つ分かりません

たとえば、電気自動車普及への一番のネックが電池であるのなら
ハイブリッド車の方式の一つとして、発電機を回すだけのためのエンジンと云うのはどうなのでしょう？
近い将来より効率が良く安い電池が量産されるようになったら
エンジンと燃料タンクのスペースを電池に置き換える設計をしてみるとか

単純に発電機を回すためだけのエンジンにすればより将来普及されるであろう
電気自動車に近い設計思想が採用できると思うのですが
また、素人考えでは発電のためだけのエンジンのほうが常用回転域も狭くなるであろうから
効率よくガソリンの消費を抑えられるのではないだろうかと常々思っています

機械のことをろくに知らない素人なのでとんでもなく的外れな質問かも知れませんが
この方面に詳しい方がおられるようなら是非ご回答いただければ幸いです

回答No.5

parts · ベストアンサー

Ｑ／ハイブリッド車の方式の一つとして、発電機を回すだけのためのエンジンと云うのはどうなのでしょう？

Ａ／既に、その技術は製品化直前ですね。現在開発中のGMのプラグインハイブリッド（シボレーボルト/volt）やプラグインプリウスなどでは、バッテリ充電も可能で回生発電、果てはソーラーパネルによる走行もサポートします。

voltはリッター100kmを目指して設計され街乗りであれば、リッター98Kmを既に実現し、製品化では100kmを予定しています。これに採用されるハイブリッドシステムは、ご質問の内容にある物と同じで発電にエンジンを使い走行には、全てモーターを利用します。要は、エンジンはタイヤ車軸には繋がらず発電に使われます。

この方式はシリーズ方式（直列）ハイブリッドとして開発されていますが、内燃機関とモーターが直列つなぎとなり、モーターに走行を預けるため、エネルギー効率がパラレル型（並列）に比べて低下することがあります。ただ、バッテリと併用することでリッター辺りでは見かけ上効率的な運用が可能になります。

ただし、町乗りで100kmというのに惑わされてはいけません。バッテリの蓄電が全て失われたと仮定した場合、エンジンで発生した電力をモーターに回します。この時に発生する摩擦などによる損失が数十パーセントあります。平面を一定時速で連続走行し尚かつ長距離（燃料が切れるぐらいの距離）を走行する前提では、リッター消費量は、パラレルハイブリッド車を下回り、最悪の場合ガソリンのエンジン車よりも低下するかもしれません。

尚、この方式の利点はバッテリは今の蓄電技術を利用すると仮定して頑張ってもエアコンなしで160km～250kmが限界です。エアコンを使えば、約6～8割ほどしか走行できません。
それに対して、voltのようなシステムでは、上記＋α（数km～）程度の距離であれば、コストパフォーマンスがパラレルハイブリッドを上回る燃費性能を実現できることにあります。

尚、ガスタービン技術なども現在研究中ですし、その延長線上には、水素を利用する燃料電池車も予定されています。

これからの自動車技術は電気であっても、バッテリの容量はもちろん回生技術の違いや、その他の補助技術の差によって目的に見合った最適燃費が変わる可能性があります。例えば、電気自動車はほとんど乗らない人や、自宅が電化住宅で家庭のバッテリ代わりに使うなどという場合には、最適です。

パラレルハイブリッドは、町乗りや長距離の高速走行に最適でしょう。
シリーズハイブリッドは、短距離～中距離走行などに最適でしょう。

お礼

ご回答ありがとうございます
大変参考になりました
私の様な無知のものにも分かりやすい説明をいただきありがとうございました

回答No.7

noname#215107

（１）エンジンで回転運動エネルギーを発生→そのまま車輪を回す。
（２）エンジンで回転運動エネルギーを発生→電気エネルギーに変換→モーターで回転運動エネルギーに変換

上の１と２を比べると、（１）の従来の自動車の原理のほうが、明らかに効率がよいはずです。

しかし、実際には時間あたり、または走行距離あたりのエンジンの燃料消費は、その回転数によって違いがあり、走行状態は刻々と変化するため、無駄に燃料を消費する場面が数多くあります。

無駄な時期を蓄電にまわしたり、エンジンに不得意な負荷がかかった時に、モーターで動力を発生したりなど、燃料節約に貢献するインテリジェントな制御ができるのがハイブリッドのメリットだと思います。

（２）の場合は、ハイブリッドと同様、きめ細かい制御ができるのは確かですが、超高効率のエンジン、発電機、モーターが開発されない限り、原理的には（１）に劣るはずです。将来はどうなるかわかりませんが・・・。

また、電気自動車の場合は、発電所で効率よく発電された安価なエネルギーを利用するのが最も安く、石油の消費もおさえられるのではないでしょうか。

（ガスタービンエンジンを車に搭載すると、相当やかましいですよ。ガスタービンエンジンのバイクはありましたが、まさにジェット機かジェットヘリの音です）

お礼

ご回答いただきありがとうございます
大変参考になりました

個人的には軽自動車のハイブリッドなども効果的な運用ができるのではないかと
考えているのですが、なかなかでませんね

回答No.6

himajin007

そういうエンジンは発電機としてのみ働くようなハイブリッドの形式を、
「シリーズ・ハイブリッド」と呼びます。

逆に、ホンダIMAシステムのようにエンジンの補助として機能するハイブリッドを、
「パラレル・ハイブリッド」と呼びます。

実はトヨタのTHS系ハイブリッドはコレに近い形式のハイブリッドで、
「シリーズ・パラレル併用型ハイブリッド」となります。

特に初期のプリウスなどがそれの極端な例ですが、
初代プリウスなどエンジンの最高許容回転数を4000回転として
専ら発電機的性格で使うことを意図した設計とするなど、
従来の自動車とはかなり設計思想の異なったものとなっています。

実際、市街地走行などではトヨタのハイブリッドは
半ば電気自動車に近いような状態で走っています。

ですが、結局プリウスの改良の歴史は環境性能の向上と同時に、
走行性との戦いでもありました。

結局のところ、そういう電気自動車の問題というのは、とにかく「高出力＝大電力消費」でありまして、
プリウスなどでも「モーターのみ」で市街地から山道、高速走行までをカバーすることは難しく、
高速（一定負荷）走行時ではむしろエンジン（内燃機関）の方が効率は上回るわけなので、
「パラレル方式」も併用として採用しているわけであります。

勿論、プリウスは比較的モーターパワーは低めですが、
かといってレクサスLSレベルの大出力モーターともなれば相応の発電量も必要ですから、
これをカバーするにはやはり大パワー（或いは高回転型）のエンジンが必要となり、
実際のところ、パラレル単独で採用するのはかなり効率が悪いんですね。
ある程度用途が定まっているような車ならともかく（バスには一時期ありました。シリーズハイブリッド車）。

お礼

ご回答いただきありがとうございます
大変参考になりました

素人目に、エンジンの一番効率のよい回転域でモーターで発電させるほうが
もしかして効率が良いのではと思いましたもので

また質問にも書いているのですが、環境を考えるときに低負荷の車に買い替えることで負荷を減らそうとするよりも
たとえば小容積、大出力かつ低価格のバッテリーが発売されたときに
設計次第によってはよりＥＶ車にちかい形式の発電のみのエンジンはバッテリーとエンジンを換装することによって車両の買い替え無しに、
つまり改造するだけですむので、環境負荷をより少なくできるのではと考えたためです

ようは環境にかかる負荷の総量を減らすのにどうするのが一番効率がいいのかを知りたく質問させていただいた次第です

回答No.4

oneone101

それはシリーズ方式と言って普通に存在しています。
主に大型車両に多いけど、乗用車ではシボレー ボルトとかもうすぐ発売されます。

エンジン→発電機のあいだで10%ぐらい、発電機→電池の間で10%ぐらい
エネルギー損失するので、最初はトヨタは採用しなかっただけ。
あらかじめ電池に充電しておくプラグインハイブリッドだと
エンジンの使用率が下がるのでボルトはこっちの方式にした。
このまま電気で動く比率が上がっていけばトヨタもこっちにするかもね。

回答No.3

php504

燃料電池車というのがありますよ
ホンダからはFCXクラリティーという車も作られています
http://www.honda.co.jp/FCX/about-fuel/index.html
水素を発電用の燃料として使用しています

回答No.2

tubasa417

初めましてです！

えっとですね
電気自動車とハイブリッドは
メリットとしては
ハイブリッドがいいと思います。
電気自動車は価格は安いですが
その分使うときにより電気のお金がかかりますね・・・電気の燃費悪いです。はい。一回で
そうとう電気を使いますから。。。
その分ハイブリッドは従来の自動車のエンジンだけを動かす
機能と違い、エンジン＋モーターで圧縮とモーター電気とエンジンで
動かすというすごさですｗｗ
モーターエンジン圧縮で音もなく
エンジン＋モーターなので快適＆ECOです。
僕的には、ハイブリッドですね^^

回答No.1

miracle3535

発電をエンジンでするとエネルギー変換率が悪くなり過ぎるのと
エネルギー単価が高くなりすぎます。
火力発電では、重油、原子力、水力です。これを高価なガソリンで
発電しようとされているのですよ。

補足

早速のご回答ありがとうございます
説明不足もありますが、発電するためだけのエンジンなら
燃料はガソリンにこだわらなくてもよいのではと思いましたもので
またガスタービンなど発電に適したエンジンも採用できるのではと考えまして