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新型「プリウスPHV」は先代の反省を生かす、「なるべくエンジンを使わない」

MONOist 8月29日(月)6時25分配信

 「プラグインハイブリッド車なのに、なぜすぐにエンジンがかかってしまうんだ」。2012年に発売したトヨタ自動車のプラグインハイブリッド車「プリウスPHV」には、このような不満が寄せられていた。暖房を使用する時や、モーターのみで駆動するEV走行ではカバーしきれない速度域に達した時などにエンジンが始動してしまい、エンジンをほとんど使わないことを望むユーザーの期待に応えられていなかった。

【新型「プリウスPHV」の外観やカットモデルなどその他の画像】

 2016年冬に発売する新型プリウスPHVは、プラグインハイブリッド車が持つ電気自動車としての側面を追求し、なるべくエンジンを使わないことを目指した。

●先代プリウスPHVに対する不満

 新型プリウスPHVの開発は、先代モデルの不満解消に焦点を当てたという。トヨタ自動車 Mid-size Vehicle Company MS 製品企画 ZF チーフエンジニアの豊島浩二氏は「家庭用コンセントからのAC100Vでの充電に対応していないこと、暖房を使うとエンジンがかかること、ハイブリッド車である『プリウス』とプリウスPHVの見た目や機能の違いが分かりにくいことなどについて、ユーザーから(不満の)声が上がっていた」と振り返る。

 これを受けて、デザイン面でプリウスとプリウスPHVの違いを明確にするとともに、プラグインハイブリッド車が持つ電気自動車らしさを追求した。ハイブリッド車とプラグインハイブリッド車を差別化する上で課題となっていたのは、EV走行が可能な距離と、使用条件によってエンジンがかかる点だ。

 EV走行距離は先代プリウスPHVの場合26.4kmだったが、この距離はJC08モードでの測定であり実走行ではさらに短くなることが考えられる。トヨタ自動車は26.4kmでは短いと判断し、容量を倍増した駆動用バッテリーを採用してEV走行の距離を拡大した。総電力量2倍、重さ1.5倍のリチウムイオン電池を搭載することで、EV走行距離を「1日の走行距離をカバーできる」(豊島氏)という60km以上(目標値)にした。

 EV走行が可能な最高速度も引き上げた。先代プリウスPHVは時速100kmが上限だ。しかし、サーキットの緩やかな上り勾配でアクセルを踏み込むと時速80km程度からでもエンジンが始動するため、電気自動車らしさは味わいにくい部分がある。一方、新型プリウスPHVはアクセルを踏み込んでもなかなかエンジンがかからない印象だ。EV走行の最高速度は、トヨタ自動車のテストコースでの測定値で時速135km。先代プリウスPHVと同じサーキットを同様に走行しても、エンジンは始動しなかった。

 バッテリーの容量が倍増したことにより、ジェネレーター(発電機)で駆動力をアシストするデュアルモータードライブシステムも実現した。EV走行時、通常は駆動用モーターで走行するが、動力分割機構に一方向のみに回転力を伝達するワンウェイクラッチを追加したことで、駆動用バッテリーの電力をジェネレーターにも供給して駆動力を発生させられるようになった。

 EV走行での加速性能を向上させたのは「速く走らせるためではない。新型プリウスPHVは、プリウス比で車重が150kg増えたので、その重さを加速感でカバーしようと考えた。スッと加速することで、走りたいように走らせることができるようになる。意のままに走らせることができれば、安全運転にもつながる」(豊島氏)。

●寒さに強くなるには

 プラグインハイブリッド車が持つ電気自動車らしい側面は、寒さに大きく影響を受ける。例えば、リチウムイオン電池は低温下では出力が低下してしまい、充電容量が十分に残っていても、エンジンがかかってしまう。

 新型プリウスPHVは、リチウムイオン電池のセルごとにヒーターを設置し、充電中にバッテリーを昇温できるようにしている。タイマーで時間を設定して充電する際に、目標時刻に一定の温度に昇温できるように自動でヒーターを作動させる。ヒーターは外部電力を使用する。これにより、冬季でも十分なEV走行を実現するという。

 暖房にも“寒さ対策”を施した。外気温が-10~0℃の環境でもエンジンを始動せずに暖房を作動できるようガスインジェクション機能を搭載したヒートポンプオートエアコンを採用している。ガスインジェクション機能付きのオートエアコンは世界初だという。従来は、ガスインジェクションを含めるとエアコンの制御が複雑化するため、ガスインジェクションはマニュアルエアコンしか製品化されていなかった。

 ヒートポンプエアコンは、日産自動車の電気自動車「リーフ」を始め、エンジンの廃熱を再利用できない電動車で採用されている。電気ヒーターを使用する従来のエアコンに対し、ヒートポンプエアコンは冷媒と外気の温度差を利用して室内を暖めるため、使用電力以上の暖房効果が得られる。

 ただ、ヒートポンプエアコンは氷点下では暖房能力が低下するという弱点がある。これに対し、気体と液体が混合した状態の冷媒から気体を分離させるガスインジェクションを設置して、-10℃まではエンジンをかけずに十分な暖房効果が得られるようにした。

 ガスインジェクションは0℃以下の時に作動する。冷媒から気体を分離してコンプレッサーに注入、冷媒の液量を増やすことで暖房能力を高める。

 先代のプリウスPHVもリースの試験車両でのみヒートポンプエアコンを搭載していたが、ヒートポンプシステムの価格や構成部品の大きさ、「熱源になるエンジンがあるならエンジンを使おうという発想」(トヨタ自動車 Mid-size Vehicle Company MS 製品企画 ZF 主査の金子將一氏)から、量産モデルでの採用には至らなかった。

●電気自動車でもなく、ハイブリッド車でもなく、プラグインハイブリッド車

 新型プリウスPHVは、EV走行の性能向上や冬季の低温対策により、なるべくエンジンを使わない“電気自動車らしい側面”を強化してきた。

 電気自動車とプリウスPHVの違いは「ファーストカーになれるかどうか。街乗りは電気自動車で十分だが、遠出するには電欠の心配がつきまとう。クルマを2台以上保有できる人には、電気自動車でよいかもしれない。エコカーの普及を第一に考え、ファーストカーとして所有してもらうことを想定すると、街乗りもロングドライブもできるプラグインハイブリッド車を提案していきたい」(金子氏)と説明する。

 また、プリウスとプリウスPHVは、価格差の割に違いが分かりにくいといわれてきた。「これまでは、似たクルマならプリウスPHVよりも買いやすいプリウスがいいと思う人が少なくなかっただろう。新型プリウスPHVは、あのクルマがいいと選んでもらうことを目指して開発した。プリウスとプリウスPHVの両方の販売を伸ばしていけるのではないか」(豊島氏)。

最終更新:8月29日(月)6時25分

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