新型・プリウスPHVに採用された「電動車の弱点を克服」する画期的な新技術とは？

先頃、トヨタ自動車（以下トヨタ）の元町工場に水素で稼動する燃料電池フォークリフトの導入を開始した豊田自動織機。

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豊田佐吉が1926年に創業、トヨタ自動車を含むトヨタグループ各社の頂点に立つ事実上の親会社で、現在は自動織機に加え、トヨタ車の生産やエンジン製造、世界トップシェアを誇るフォークリフト、カーエアコン用コンプレッサー等を生産しています。

そうしたなか、同社は新型プリウスPHV用の「電動コンプレッサー（圧縮機）」と、駆動用2次電池向けの「充電器」を開発したと発表しました。

今回同社が開発した電動コンプレッサーは量産車で世界初となる「ガスインジェクション機能」を搭載しており、-10度の氷点下でもエンジンを作動させずに「ヒートポンプ暖房」を可能とし、燃費の向上とEV走行範囲の拡大に寄与します。

エンジン車であれば、エンジンが発する熱を利用して車内を暖めることができますが、エンジンを熱源として利用できない「電動車」では、暖房機能が大きな課題とされています。

特にPHVの場合、モーターで走行中にエンジンが始動してしまっては、静かなモーター走行がウリのPHVとしての魅力が半減してしまうため、新型「プリウスPHV」では、「ガスインジェクション機能付ヒートポンプ暖房」を採用しています。

「ヒートポンプ」は、家庭用エアコンや給湯器に加え、冷蔵・冷凍庫、洗濯機の乾燥機能など様々なものに使われている身近なエコ技術で、エアコンに使われる冷媒を利用して外気を取り込み、ポンプで圧縮することにより高温化、これに車内の冷えた空気を当てて暖める仕組み。

圧縮ポンプの作動だけなので、電熱線式ヒーターなどに比べて消費電力が小さいというメリットがあります。

新型「プリウスPHV」では、ガスインジェクション機能により冷媒を空気に触れさせずに循環させることで、外気温が低い時でも暖房として使えるようにしています。

豊田自動織機によると、自動車用にインジェクション機能を最適化することで、圧縮効率の低下と振動増加を抑制して再圧縮量を増やし、寒冷時での暖房能力を約30%向上させたそうです。

一方、家庭用の交流電源（AC）を直流電圧（DC）に変換し、車載高圧バッテリーを充電する「充電器」についてはバッテリーへの充電出力を従来の約1.7倍に高め、さらにACからDCへの変換ロスを最小限にする独自の制御方式を採用することで、充電効率を向上させたそうです。

また、これまで別体だった充電システムECUの内蔵と冷却性能向上により、約50%の小型化を実現し、車両搭載性向上に貢献。

新型「プリウスPHV」では、この豊田自動織機が開発した新技術をはじめ、様々な技術を採り入れて、最大68.2kmに及ぶ長距離EV走行を可能にしています。

（Avanti Yasunori・画像：トヨタ自動車／豊田自動織機）