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トヨタは当初、回生制動のエネルギーを一時的に蓄え、これをその後の発進・加速の補助に使うだけでかなりの燃費改善があると考えていた。バッテリーは単なるエネルギーの一時的なストレージであって、これで時間軸をシフトさせる役割だった。モーターは発進・加速時の補助用なので大した出力は持っていない。

次第にわかってきたことは、回生制動のエネルギーは大して回収できないこと、および電気とモーターだけで走行することは思っていたより効率の良いものだということの2点。

回生制動は時間が短いが比較的大電流が発生する。例えば時速100 キロメートルから80キロメートルに5秒間で減速するとして、この運動エネルギーを全部バッテリーに充電して蓄えようとすると平均で120A以上流さなくてはならない。これはできない。

一方、エンジンを最大効率で回して充電をすると、エンジンの熱効率、発電機の効率などをトータルしても20%以上のエネルギーがバッテリーに蓄電できる。一旦バッテリーに蓄えた電力は90%以上の効率で駆動用として使える。おまけに部分負荷でも効率の激変がない。

つまり充電さえ効率よくできれば、効率20%弱くらいの達成が見込める。ガソリンエンジンでの走行では部分負荷時には20%には到底達しないので、走行条件にもよるが、トータルとして考えても不利だ。

とにかくエンジンを回すときはいつでも最も熱効率の良い負荷率と回転数を選ぶこととし、それでパワーが足りなければモーターで助勢、パワー過剰だったら充電にまわす。バッテリーの SOC が高くなってきたらエンジンは止めてモーターだけで走る。THS システムはトランスファーによってエンジンパワーを走行用と充電用の両方にある程度任意に振り分けられるし、エンジン停止でモーターのみでの走行も可能なのでこういう使い方ができる。

ということでモーターだけでも走行できるようにしなくてはならないので出力を増やした。PHV車種ではバッテリーがデカいので回生ブレーキの回生量も増えるし使える範囲も広がった。これで「加減速の多い街中の燃費は良いが高速走行では車重過剰のただのクルマ」と陰口されていたプリウスが高速でも燃費が良いものとなった。

2018/7/19 20:06  [2114-15]   


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