油圧ハイブリッド車
ハイブリッド車の種類

油圧ハイブリッド車（HHV ）は、従来の内燃機関（ICE）に加えて、加圧流体動力源を使用することで、燃費向上と有害排出ガスの削減を実現します。車両の運動制動／減速エネルギーと下降位置エネルギーの70～80%を回収・再利用します[1]。一方、電気ハイブリッド車は55%です[2] 。トラックやバスの場合、電気システムに必要なバッテリーの価格が高いため、HHVは電気システムよりも安価になる可能性があります。また、油圧ハイブリッド車両システムは、バッテリーの重量が大きいため、電気システムよりも軽量です。 これにより、特に大型車両クラスでは、積載量への影響が少なくなります

動作原理

油圧ハイブリッド車両システムは、作動流体、リザーバ、ポンプ/モーター（パラレルハイブリッドシステムの場合）またはインホイールモーターとポンプ（シリーズハイブリッドシステムの場合）、アキュムレーターの4つの主要コンポーネントで構成されています。一部のシステムでは、出力フローを任意の圧力で非常に低い電力損失で変換するために、油圧変圧器も設置されています。[3]電気ハイブリッドシステムでは、エネルギーはバッテリーに蓄えられ、車両に動力を供給するために電気モーターに送られます。ブレーキング中、車両の運動エネルギーは、回生ブレーキによってバッテリーを充電するために使用されます。油圧ハイブリッドシステムでは、ポンプ/モーターがブレーキング中に運動エネルギーを抽出し、作動流体をリザーバからアキュムレーターにポンプします。これにより、作動流体が加圧され、エネルギーが貯蔵されます。車両が加速すると、この加圧された作動流体がポンプ/モーターにエネルギーを供給し、車両に動力を供給します。[4]パラレルハイブリッドシステムの場合、ハイブリッドシステムによって提供されるトルクにより内燃機関の機械的負荷が軽減されるため、燃費が向上し、排出量が削減されます。

効率性の向上

米国環境保護庁（EPA）は、実験室でのテストにおいて、都市部配送トラックの燃費は、従来の内燃機関を搭載した同等のトラックと比較して、1ガロンあたりの走行距離が60～70%向上したと主張しています。[1]同じデモ配送トラックのCO2排出量は40%以上低く、炭化水素と粒子状物質の排出量も大幅に減少しました（それぞれ50%と60%）。[1]

EPAはこの試験車両について、ハイブリッド技術により同等の従来型トラックに比べて約7,000ドルのコスト増となる一方で、20年間の燃料費節約は50,000ドル以上になると試算した。[1]

油圧ハイブリッド車の種類

電気ハイブリッド システムと同様に、ドライブトレイン アーキテクチャにはいくつかの選択肢があります。

並列油圧式ハイブリッド車では、ポンプ／モーターは通常、エンジンとギアボックスの間、またはギアボックスと差動トランスミッションボックスの間に設置されます。ポンプ／モーターの役割は、加速時にエンジンを補助し、制動時に従来のブレーキでは熱として失われるエネルギーを回収することです。電気ハイブリッド車と同様に、エンジンを停止した状態でポンプ／モーターだけで車両を駆動できる場合とできない場合があります。

シリーズ油圧ハイブリッド車では、ポンプ/モーターがドライブシャフトに直接接続されるか[5]、インホイールモーターがホイールに直接駆動トルクを供給します。内燃機関はポンプにのみ接続され、アキュムレータ内の油圧を最適に保つために、最も効率的な出力範囲で動作するように設定されます[3] 。トラクションモーターは車両の推進に必要なすべてのトルクを供給する必要があるため、エンジンの作動中または停止中であっても最大の加速性能が得られます。主な欠点は、定常巡航時にエネルギーの二重変換によって追加の損失が発生することです。

利点と欠点

油圧ハイブリッドシステムは、複雑で高価な材料（バッテリーに必要な材料など）が使用されていないため、電気ハイブリッドシステムよりも費用対効果が高い場合があります。しかし、ほとんどの設計ではアキュムレータの圧力タンクは炭素繊維で作られているため、圧力タンクはやや高価になります。しかし、オークリッジ国立研究所によると、規模の経済と製造エネルギー効率が60%削減され、タンクの製造コストを削減できるため、炭素繊維の価格は下がると予測されています。[6]

油圧ハイブリッドは、ブレーキや減速時に車両の運動エネルギーを電気システムよりもはるかに効率的に回収、つまり収穫します。油圧ハイブリッドは車両の運動エネルギーの最大70～80％を回収できますが、電気ハイブリッドでは55％です。[7] [2] [8]

ウォーターポンプ、油圧リフト、ウインチなどの 追加の動力取り出し装置のコスト、複雑さ、重量が削減されます。

油圧ハイブリッド車両における技術的課題には、騒音、サイズ、そして複雑さが挙げられます。限られた駆動ラインスペースで非常に高いトルクを生み出す超大径フラットフォーマット（LDFF）油圧モーターなどの技術革新により、ごみ収集車や路線バスなどの大型車両にも油圧ハイブリッドシステムを搭載することが可能になりました。高度な制御ソフトウェアにより、安全性、運転性、信頼性、効率性に優れた油圧ハイブリッド車両が実現します。

参照

参考文献

  1. ^ abcd 油圧式ハイブリッド車、米国環境保護庁
  2. ^ ab 「何がわかったのか - 回生ブレーキの効率」www.proev.com . 2018年11月24日閲覧。
  3. ^ ab HyDrid パンフレット Archived 2009-10-24 at the Wayback Machine , Innas BV
  4. ^ 油圧ハイブリッドの仕組み、ジェイミー・ペイジ・ディートン、HowStuffWorks
  5. ^ シリーズハイブリッド油圧、イートンコーポレーション
  6. ^ 「ORNL、低コストの炭素繊維プロセスのライセンス供与を米国メーカーに求める | ORNL」www.ornl.gov . 2018年11月24日閲覧。
  7. ^ EPA、米国。「油圧ハイブリッド研究｜クリーン自動車技術｜運輸・大気質｜米国EPA」。archive.epa.gov 。 2018年11月24日閲覧。
  8. ^ 「油圧ハイブリッド車両」米国環境保護庁2017年4月13日. 2018年11月24日閲覧。
  • フリート試験評価プロジェクト - 油圧ハイブリッドフリート車両試験（国立再生可能エネルギー研究所）
  • 油圧ハイブリッド車 - 研究、米国環境保護庁油圧ハイブリッド研究ページ
  • 油圧ハイブリッド技術 - 実証済みのアプローチ、米国環境保護庁、2004年3月
  • ERS（エネルギー回収システム）は2016年11月4日にWayback Machineにアーカイブされています。ライトニングハイブリッド
  • 機械式バッテリーとは？ Lightning Hybrids
  • 排出ガス試験結果：油圧ハイブリッドは大幅な排出ガス削減を実現、ライトニングハイブリッドは
  • 油圧発進補助（HLA）ビデオ、イートン社（視聴にはQuickTimeプラグインが必要です）
  • https://www.innas.com/hydrid.html、Innas BV
  • EPA、油圧ハイブリッドシステムを革新、autoMedia.com
  • 油圧ハイブリッド改造 KersTech Vehicle Systems
  • 「イートン社、米陸軍車両向けデジタル油圧ハイブリッド駆動システムを開発」イートン社（プレスリリース）2007年12月21日
  • IFPE高効率油圧ハイブリッド駆動システム[ permanent dead link ]、NRG Dynamix（旧Hybra-Drive Systems LLC）、2007年12月12日
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