ハイブリッド車の低燃費走行 ~いろいろな疑問~

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Unsplashのemrecan arıkが撮影

 ネットで検索すると、ハイブリッド車で燃費を向上させる運転方法というのが沢山でてきますが、「急発進、急ブレーキを避けましょう」とか「巡行スピードまでさっと加速して、あとはなるべく一定のアクセルで走りましょう」などガソリン車ならそうだけどなあと思うものや、「できるだけモーターで長く走るようにしましょう」などそれだけじゃないでしょう、というようまものも多くい受けられます。

 一方で、自身の運転しておられる車のハイブリッドシステムの特性を踏まえて、非常にマニアックとも言えるようなテクニックを披露されている方もおられます。

 ハイブリッド車と一口に言っても様々なシステムがあり、制御の仕方も各社色々なので、簡単にこうすれば燃費を伸ばせるというものではないと思いますが、ちょっと違う切り口で、私なりに整理してみました。

なぜハイブリッド車は燃費が良いのか?

 現行のハイブリッド車の多くは、細かな違いは別にして、大きく2つに大別できると思います。一つはエンジン、モーターを切り替え、あるは両方の力を同時に使って走行するパラレルハイブリッド。 もう一つは、エンジンは発電にのみ使われ、モーターでのみ走行するシリーズハイブリッド。(この辺の分類、呼び名は人によりますがこの記事ではこのようにしておきます)

 プリウスなどトヨタのハイブリッド車については、シリーズ・パラレル方式ハイブリッドと呼ばれたりしますが、エンジンとモーターを切り替えあるいは協調して走行する点では前者(パラレルハイブリッド)に類するのかなと思います。

 後者(シリーズハイブリッド)の代表は、日産のe-powerですが、ホンダのe:HEVも一定の速度域を除いて同じ仕組みですので、後者に入ると思います。

 という仕組みの違いはありますが、ざっくりと燃費をよくする要因としては、以下の点かと思います。

回生ブレーキでエネルギーを回収

 ハイブリッド車では、ブレーキをかける際、その力でモーターを回して発電し、走行エネルギーを電力として回収してバッテリーに貯めます。回生ブレーキです。

 ガソリン車であれば全てを熱で捨ててしまう(ブレーキで大きな熱を発するというはお分かりかと思います)エネルギーを回収できる点は大きいと思います。

 EVで高速道路をずっと走っているとよく分かりますが、みるみるうちにバッテリーが減っていきます。EVも回生ブレーキでエネルギーを回収するのですが、高速道路ではブレーキをあまり踏まないので、バッテリーが使われる一方だからです。

効率の良いエンジン回転数を使うことができる

 エンジンはガソリン消費量に対するパワーの出方が回転数によって異なります。エンジン回転数が高すぎても、逆に低すぎても効率が落ちてしまいます。
 ガソリン車の場合は、エンジンで直接走行をしていますので、効率の良い回転数を使いたくてもそうはいかない場合が多いです。

 ハイブリッド車の場合は、システムによって違いがあるものの、バッテリーやモーターを介在させることによって、効率よくエンジンを回して余ったエネルギーをバッテリーに貯める、あるいはエンジンだと効率の悪いスピード域はモーターで走行するなど、制御の仕方によって効率よくエンジンを使うことができる=ガソリン消費を抑えることができます。

エンジンを使わず走れる時間があるから?

 そうなのですが、ではモーターで走るための電気をどこで生み出すかと言えば、ブレーキで回収するか、エンジンで発電した分をバッテリーに貯めるかです。

 つまり、結局のところ、上で書いた2点によって効率よくエネルギーを利用しているということになるわけです。

ハイブリッド車でも燃費が悪化する要因は何か?

エンジンの始動

 ハイブリッド車は必要なとき(パワーが必要、バッテリー残量の減少など)だけエンジンが回り、必要でなければエンジンを停止します。なので、必然的にエンジンの始動、停止を繰り返すことになります。
 そして、エンジンの始動は走行中よりもたくさんのガソリンを消費します。
 つまり、あまり頻繁にエンジンの始動、停止を繰り返すと燃費は悪化します。
 ガソリン車のアイドリングストップが思ったほど燃費の向上につながらないと言われるのも、これが原因です。

強いブレーキング

 ハイブリッド車は、回生ブレーキによって運動エネルギーを回収できるのですが、瞬間的に受け入れられるエネルギー量には限界があります。
 安全に減速、停止できるように、回生ブレーキに加えて普通のブレーキも併用されますので、回生の限界を超える部分は普通のブレーキが働きます。
 つまり、あまり強くブレーキを踏むと、回収しきれなかったエネルギーは、結局、熱として捨ててしまうことになります。

効率の悪いエンジン回転域を使う

 ハイブリッド車は、バッテリーやモーターを介在させることで効率の良いエンジン回転域を使うことができると書きましたが、常にそれが可能というわけではありません。
 ハイブリッドシステム、制御の仕方にもよりますし、アクセルワークによっても違ってきます。
 アクセルをふかす=非効率 というわけではなく、低回転域を使い続けても非効率になります。

 この辺はガソリン車でも共通のことなのですが、エンジンの使い方がガソリン車とは異なるので、そのシステム特有の特性のようなものがでてきます。

暖房

 車の暖房は、エンジンの熱を利用して暖かい空気を室内に送ります。(エンジンの無いEVは別です)
 ハイブリッド車の場合は、ずっとエンジンが回っているわけではありません。ですので、エンジンが十分温まっていないうちに暖房をかけると、普段は必要のないような場面でも暖房のためにエンジンがかかってしまいます。

 ガソリン車なら、捨てている熱を暖房に利用するだけなので、燃費悪化にはつながらないのですが。

その他

 ハイブリッド車に限らず、ガソリン車にも共通するものとしては以下の点があります

空気抵抗

 思った以上に影響があります。速度が上がるほどにその影響は大きくなります。特に高速道路を走る場合は燃費を考えるのであれば、飛ばし過ぎないことです。
 同じように風向きにも影響されます。向かい風と追い風でかなり差がでるでしょう。
 陸上競技や自転車などの速度でも影響があるのですから、さらに速度を出す車では。

走行抵抗

 この言い方が正しいかどうかは別として、タイヤと道路によって生じる転がり抵抗も影響します。
 ですので、低燃費タイヤが存在しているわけです。ハイブリッド車には最初から低燃費タイヤが装着されていますが、走行性能、乗り心地や騒音という点ではベストではありません。
 タイヤを選ぶ際には、何を求めるのか(燃費か音か乗り心地かなど)、その代わり何を我慢するのか、考えましょう。

 雨の日も路面抵抗が増えるので、燃費は悪化します。

重量

 言うまでも無く、重いほど燃費は悪化します。
 軽自動車にハイブリットがなかなか導入されなかった要因の一つがこれです。バッテリーやモーターを積むハイブリッド車はどうしても車重が重くなります。もともと車重の軽い軽自動車を重くしてしまうと、ハイブリット導入によるメリットがとても少なくなってしまうからです。

 車重だけではなく、乗車人数荷物なども車を重くしてしまう要因です。

冷房

 冷房もコンプレッサーを回すエネルギーが余分に必要になりますので、燃費の悪化につながります。

短い距離の運転

 エンジンは温まるまではガソリン消費が多いです。暖機運転をわざわざせずにすぐに走り出したとしても燃費は非常に悪いです。
 短い距離の運転を繰り返す、いわゆる「ちょこちょこ乗り」はなかなか燃費が向上しません。エンジンが温まりにくい冬場は特にそうです。
 と言っても、必要もないのに距離を走るのはもっと無駄になりますけれど。

どのような運転をすれば燃費が向上するか?

 以上のことを踏まえると、次のようになるのかと思います。

ガソリン車にも共通すること

 余計な荷物を載せない、燃費の良いタイヤを履く、高速道路で飛ばし過ぎない、などこの辺はよく言われていることですね。

どのハイブリッドシステムにも共通すること

 ブレーキでできるだけ多くのエネルギーを回収する。
 強くブレーキを踏み過ぎてエネルギーを捨ててしまうことが無いように、ほどほどの力で長くブレーキをかけた方が回収量は増えます。
 ハイブリッド車にはエネルギーモニターが付いていると思いますので、それで回収するエネルギーが振り切れないようにしましょう。

 ただし、周りの車の流れを乱してはいけません。周りの迷惑になります。場合によっては危険にも繋がります。
 ですので、十分な車間距離を取って、安全に走ることです。

 スピードを出して車間を詰め、急ブレーキを踏むというのは、燃費を悪化させることになる、という結果的に当たり前のような話なのですけれど。

ハイブリッドシステムによって異なること

 「頻繁にエンジンをかけたり止めたりしない」「効率の良いエンジン回転域を使う」というこの2つは理屈ではそうなのですが、ではそれを運転者がどのようにコントロールするのか、ということになると、ハイブリッドシステムや制御の仕方によって変わってきます。

 ある程度はシステムの方で自動的にやってくれますので、そこそこの燃費は稼げるのですが、それ以上に頑張ろうとすると、単純にはいかないことになります。

 ここは重要なポイントなのですが、そのシステムがどのような制御をしているのかある程度は理解し、アクセルワークなどでどこまでエンジンの始動などをコントロールできるのかも体得することが必要になります。また、バッテリー容量が減ってくるとエンジンが始動して充電をしようとしますが、どのくらいの容量ならそうなるかも把握しておく必要があります。

 例えば、パラレルハイブリッドなら、アクセルワークによるエンジン始動のタイミングをつかみ、一旦エンジンが始動したら、バッテリー容量の残りにもよりますが、しばらくはエンジン走行を続けてバッテリーを貯め、逆にモーター走行になったら、バッテリーの容量をみながらできるだけモーター走行を続ける、というようにしてエンジンの始動停止をできるだけ少なくするようにする、というのが一例です。

最後に

 結局、とりとめの無い記事になってしまいましたが、言いたかったのは、ハイブリッド車の低燃費走行は車によって違ってくるし、ガソリン車とは全く違う要素もあり、そこまでマニアックにならないとしても、結構奥が深い、単純にこうればOKとはいかない、ということです。

 私が今乗っているのが、ホンダの「i-DCD」という、なかなか凝っているけれどとても癖の強いシステムで、「バッテリーが満タンになるとモーター走行にならない」「一定の条件でいわゆるEVならない病が発病する」「7段変速中偶数段にはモーターが繋がっていないのでエンジンがかかりやすい」などなど、運転手がコントロールするには手強い相手です。
 それだけに、逆に面白いとも言えます。

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