高速走行でのプリウスの燃費 - 情報豊富なweb

http://www3.coara.or.jp/~tomoyaz/higaax11.html#110208

に高速走行でのプリウスの燃費の解析があります。他にも日産LEAFの解析や、充電できなくなったNi-MH電池の復元など、面白い情報があってお勧めなので、お勧めリンクに貼っておきます。

ここでは、「最高速付近ではエンジンのみの出力で走行するが、電池が満タンになると(遊星ギヤの)サンギアの発電機の出力を吸収できない。つまりサンギアに負荷がかからないと速度が出ないのである。
そこでサンギアの発電機に発電という負荷を与えて回転を遅くし、発電した電力を駆動モーターに供給する。つまりTHSで最高速を出すには、必ずエンジントルクの一部を発電機とモーター経由に分配して駆動輪に伝える必要があるのだ。」とあります。これは、2011/5/25づけの拙稿
「トヨタのプリウスは本当に凄い車です」での解析と一致しており、これによって、高速走行時に動力の一部が、発電機->モータを経由し、そこの部分のエネルギーが10%のロスとなり、最高速度が上がらないと結論付けています。

これは、そのとおりですが、発電機を単なるブレーキとして使うとまた違うことにならないかと思います。つまり、こういうことです。

• 発電機を非常に低速で回る力の強いモータとして利用する。
• このときには、回転が遅いので発電機に投入するエネルギー自体は小さい。
• そのエネルギーは、Ni-MH電池から補給する。
• Ni-MH電池は時々充電する。このときは、発電機はサンギヤのブレーキとなる。

 (2011/5/27追記)
高速走行時にコンソールのエナジーメータを観察した。まずユーザスマニュアルにある説明写真を参照しつつエナジーメータを紹介する。上から。

A. エンジンのみで走行







B.　モータでバッテリーを充電(回生ブレーキ)

C. バッテリーを使ってモータのみで走行(EVモード)

D. バッテリーでモータを、さらにエンジンの両方の力を合算して走行。

E. エンジンがバッテリーを充電







F. エンジンもモータ(発電機)も停止

G. マニュアルには説明がはないが、AとEを組合した表示もでる。
すなわち、エンジンで走行しつつ、バッテリーを充電している。


高速（起伏の多いi280) を走ると、実は、G, D, Bがほとんどである。ほんのすこしAも見られる。Bは回生なので別としても、モーターで動力補助をする(D)か、発電をしつつ走る(G) かの2択のようである。遊星ギヤがあるので、どちらかの動作になるのであろう。

Dは実は2つに分かれているのではと推測している。すなわち、

D1. 加速時 - モータがパワーを補助する。バッテリーはかなり急速に放電する。発電機は、低速で回転ないしは、誘導電流で固定に近い状態になり、遊星ギヤのサンギヤをロックアップしてエンジンの動力を車軸に有効に伝える。ないしは、発電機もモータとして補助動力を生み出す???

D2. 定常時 - モータはなにもしない。動力はエンジンのみが生み出す。ただしバッテリーの電力は発電機にそそがれ、遊星ギヤをエンジンの動力が有効に伝わるよう、サンギアにつながった発電機をロックアップする（または、低速・高トルクでエネルギーを節約してまわす)ために使われる。つまり発電機の動作はD1と類似。

プリウスのエネルギーモニターには、モータと発電機がまとめて表示されてしまうので、実のところはわからない。

が、以下のwiki pediaの「電力・機械併用式無段階変速機」の章に、上記を肯定する記述がある。

http://ja.wikipedia.org/wiki/無段変速機

「通常走行時

発電機の回転数を極小回転にする事で、遊星歯車機構により機械的にエンジン出力を伝達して通常の4速MTにおける4速での直結に近い状態にし効率を高めている。

加速時

発電機の回転数を高くすると遊星歯車機構により車速に対してのエンジン回転数も高くなり、発電機の発電による電気的にも遊星歯車を使い機械的にも動力増強を行う。必要に応じてバッテリーからの電力も供給される。」