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二種のプリウスを確かめる:PHEVとHEVのトヨタ・新型プリウス試乗

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二種のプリウスを確かめる:PHEVとHEVのトヨタ・新型プリウス試乗

先代のPHVに対してPH「E」Vと表記を変えた新型プリウスPHEV。Eの付与にふさわしく駆動用電池の総電力量を大幅に増強、モーター走行距離を著しく伸長させた。HEV仕様に対してどこが違うのか、どこまで同じなのか。エンジニアに詳しく訊いた。
TEXT:MFi PHOTO:山上博也/MFi/Toyota

モーター走行の航続距離を長くしたい。プラグインハイブリッド車:PHEVの目指す方向は等しくこれで、そのためにHEVに対して大きな電池パックを載せるのが解決の手段である。現行60系プリウスに投入されたPHEV仕様は13.6kWhの総電力量を確保(総容量は51Ah/バッテリー総電圧は3.7Vセル×72個直列=266.4V)、先代52系プリウスPHVの8.8kWhから大幅にサイズアップを果たした。WLTCモードにおけるモーター走行距離は19インチホイール装着車で87km、オプションの17インチホイール装着車であれば105kmの数値を成立。1日あたりの走行距離平均が数十kmと言われている今日の日本であれば、大半のユーザーがモーター走行のみでこなせるスペックである。実際、満充電の広報車も63.5kmの試乗を終えてなおモーター走行領域を脱せず、エンジンの振る舞いを確かめたかった当方としてはむしろ歯がゆい思いをしたくらいであった。

電池セルはRAV4やハリアーのPHEVと同じものを使用するが、全長を抑えるためにパックは積層構造とし後席床下スペースのみに抑えている。ケースはスチール板金構造。パックの衝突時衝撃吸収は内部のフレームで受け止める。
オンボードチャージャーは荷室内に設置し電池パックと距離を短縮、高圧線長を必要最小限に抑えた。燃料タンク除けの隆起と高さを揃え、パネルを敷けば積載性には難が現れない仕組み。端子は右から充電口接続/電源線/電池パック接続。

一般的に駆動用電池には容量型のBEV用/入出力型のHEV用という具合に分けられることが多いが、PHEVは「いずれも満足させなければならない」という非常に厳しい条件に置かれることが多い。今回の61系PHEVは先行するRAV4およびハリアーのPHEVに用いているリチウムイオンセルを適用、しかし相対的にボディサイズの小さいプリウスに載せるために電池モジュール/台座/制御機器という具合にレイヤー構造とすることで小さいパックを実現した。冷却方式についてはエアコン冷媒をパック内に導入してセルを直接冷却する構造。電池パック単体重量では130kg程度で、これは先代の52系プリウスPHVと同等だという。なお、車検証表記ではHEVの車両重量1440kgに対してPHEVは1590kgと、150kgの重量増である。

一般的に、PHEVは電池パックがHEVに対して大型化することから、後席および荷室の床下パッケージングには工夫が求められる。先代PHVは電池パックを荷室に積んでいたため荷室容積が減ってしまい、リヤオーバーハングへの重量物搭載というネガを潰すためにリヤハッチをSMC工法によるCFRP製にするなどの手当てを施していた。新型PHEVは電池セルの技術進化に支えられパックの小型軽量化に成功、後席床下に収める配置に変更している。
上がHEV/下がPHEV。電池パックの大型化に伴い燃料タンクは追い込まれる格好となり、ボディの荷室パネルはそれを避ける隆起が必要になった。またリヤサブフレーム2本の細い上柱から1本の太い柱にも構造を変更している。
サスペンション形式はHEVと同様に前マクファーソンストラット式/後マルチリンク。既述のとおり、サブフレームの上部柱は1本の太いものに変更している。前後重量配分はHEVの870/570kgに対してPHEVは910/680kg。

この重量増を踏まえてなお走行性能の向上を図るため、MG2:駆動用モーターは最高出力120kW/最大トルク208Nmへと数値を高められている。HEVは83kW/206Nm(2.0L仕様)であり、乗り比べるとエンジンの加勢が頻繁な印象を受けるHEVに対してモーター駆動のみで乗り切るPHEVという具合で、振動騒音の視点からも非常にPHEVは好印象である。この高出力発揮のために、PHEVは50V増の650Vをモーターに印加しているという。

機械的な構成はHEVと同じながら、システム電圧をHEVの最高600Vに対して最高650Vまで高め、駆動用モーターは約5割増の120kWの最高出力を発揮する。この駆動用モーター:1VM型は 「(従来の)2.5L用HEV(クラス)のモーター」とのこと。PHEV用ではHEV用に対してローター内の磁石配置を変更、先代のプリウスPHVで採用していたワンウェイクラッチによる発電機の力行加勢は採用せずにパフォーマンスアップを図った。
出力が上がるとなるとインバーターの負荷増が懸念されるが、パワーカードの冷却構造を含めてHEVから構造は大きく変更されていない。冷却のための水温にも大きな違いはないという。バッテリー電圧もHEVから昇圧した。
著者
Motor Fan illustrated

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