日産e-POWERの仕組み｜エンジンで発電し、モーターで走る理由

日産のe-POWERは、ガソリンエンジンで電気をつくり、その電気でモーターを動かして走るハイブリッドシステムです。エンジンを積んでいても、タイヤを直接回すのはモーターという点が特徴となっています。

「ガソリンを入れるのに、電気で走るのはなぜ？」「電池があるなら、充電器につなぐの？」という疑問も、発電・蓄電・駆動の三つを分けると分かりやすくなります。この記事では、電気の流れをたどりながら、EVとの違いや回生の役割までまとめます。

e-POWERは、発電する部分と走る部分を分けた仕組み

エンジンは発電用、モーターは走行用

日産のe-POWERの構造と電気の流れでは、エンジンにつながる発電機と、タイヤを駆動するモーターが別の役割を担っています。発電機はエンジンの回転から電気をつくり、走行用モーターは電気から回転する力を生み出します。

大まかな流れは、「ガソリンでエンジンを動かす→発電機で電気をつくる→モーターでタイヤを回す」です。エンジンの回転をそのままタイヤへ伝える仕組みとは、力の伝わり方が異なります。

e-POWERを理解する鍵は、「何で発電するか」と「何でタイヤを回すか」を分けて考えることです。エンジンがあることと、エンジンが直接タイヤを動かすことは、同じ意味ではありません。

バッテリーは電気を受け取り、必要なときに送り出す

発電した電気は、リチウムイオンバッテリーに蓄えられるほか、走行用モーターへ供給されます。すべての電気が、必ず一度バッテリーに入ってから使われるわけではありません。

例えば、セレナe-POWERの取扱説明書でも、発電した電力を蓄えたり、直接走行用モーターに供給したりする仕組みを説明しています。電池だけを見るより、発電機・電池・モーターの間で電気をやり取りしていると考えると、役割をつかみやすくなります。

なぜモーターで走らせるのか

加速を担うモーターと、発電に合わせて動くエンジン

モーターは、電気を使って回転する力を生み出します。日産がe-POWERで目指しているのは、モーター駆動による反応のよい加速と、なめらかな走りです。

一方、エンジンはタイヤを直接回さないため、車速に合わせて回転を変えることだけに縛られず、発電に適した運転を選べます。第3世代の発電特化型エンジンも、この特徴を生かして効率を高めています。

電池だけで走る場面も、発電と電池を合わせる場面もある

e-POWERは、走行の状況に合わせて電気の使い方を変えます。日産の説明では、市街地などでバッテリーの電気を使って走る場面があり、強い加速では、エンジンで発電した電気とバッテリーからの電気を合わせてモーターへ送ります。

そのため、「走っている間はエンジンがずっと同じように動く」「低速なら必ずエンジンが止まる」と、一つの状態だけで考えると仕組みを見誤ります。必要な電力や電池の状態などに応じて、発電と走行を組み合わせています。

回生は、減速するときに電気を回収する働き

エンジン発電と回生では、電気のもとが違う

回生は、減速時にクルマが動いているエネルギーの一部を電気に変え、バッテリーへ戻す働きです。エンジンと発電機による発電がガソリンを使うのに対し、回生は減速する場面でエネルギーを回収します。

つまり、e-POWERの電池は、エンジン側でつくった電気を受け取るだけではありません。走るときには電気を送り出し、減速するときには回収した電気を受け取るという、二つの向きで働きます。

e-Pedal Stepは、走行システムとは別の機能

e-POWERと、アクセル操作による加減速を支援するe-Pedal Stepは、同じ意味ではありません。前者は発電と駆動の仕組み、後者は回生による減速などを使った速度調整の機能です。

e-Pedal Stepの機能と注意事項では、停車時にはブレーキペダルを踏む必要があります。「アクセルで加減速できる」という説明を、「ブレーキが不要」と読み替えないことが大切です。設定方法や働き方は車種で異なるため、実際に乗るクルマの取扱説明書を確認しましょう。

EVとの違いは、走るための電気をどう用意するか

モーターで走る点は共通でも、補給するものが違う

ここでいうEVは、外部から充電するバッテリー式の電気自動車です。e-POWERとはモーターでタイヤを回す点が共通していますが、走行用エネルギーを外から補給する方法が異なります。

e-POWERは、走行用の電池を外部の充電器につなぐ方式ではありません。ガソリンを補給し、必要な電気を車内でつくるため、モーターで走ることだけを理由に、バッテリー式EVと同じ仕組みだと考えないようにしましょう。

ハイブリッドは、一つの方式だけを指す言葉ではない

ハイブリッド車の中には、エンジンもタイヤの駆動に使う方式があります。e-POWERは、その中でもエンジンの役割を発電に分けている点が特徴です。

「EVかハイブリッドか」という名前に加え、エネルギーの補給方法とタイヤを回す仕組みを見ると、違いがはっきりします。同じハイブリッドという呼び方でも、各社・各方式の仕組みを一律に扱わないことが大切です。

第3世代では、部品の一体化と発電用エンジンを改良

5-in-1は、五つの部品をまとめた電動ユニット

日産の第3世代e-POWERの技術説明では、モーター・インバーター・発電機・減速機・増速機を一体化した「5-in-1」が特徴です。部品を一つのユニットにまとめても、発電・電力変換・駆動など、それぞれの働きが同じになるわけではありません。

日産は、この電動ユニットと発電に特化したエンジンを組み合わせ、効率と静粛性を高めています。基本となる「エンジンで発電し、モーターで走る」という分担を保ちながら、部品や制御を改良する進化です。

世代・車種・年式を合わせて仕様を見る

e-POWERという名称が同じでも、すべての車種・年式が第3世代の部品を積んでいるわけではありません。第2世代でも、車種に合わせた発電用エンジンの組み合わせがあります。

また、エンジンが作動するのは発電が必要なときだけとは限りません。例えばエクストレイルの「簡単早わかりガイド」には、暖房や暖機などで動く場合もあるため、モーター駆動を「いつでも無音」と受け取らず、対象車の仕様として確認すると理解しやすくなります。

まとめ

e-POWERは、発電用エンジン・バッテリー・走行用モーターが電気をやり取りする仕組みです。発電と駆動の分担、減速時の回生、外から補給するエネルギーを分けると、EVや他のハイブリッド方式との違いが見えてきます。

私は、エンジンとモーターをただ併用するのではなく、それぞれの働きを分けて組み合わせているところに面白さを感じます。気になる車種があれば、カタログや取扱説明書で発電の仕方と搭載世代を確認し、仕組みと実際の使い方をつなげてみてはいかがでしょうか。