プラグインハイブリッド

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Sustainable energy
A car drives past 4 wind turbines in a field, with more on the horizon
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プラグインハイブリッド電気自動車（PHEV）または単にプラグインハイブリッドは、充電式バッテリーパックを搭載したハイブリッド電気自動車の一種で、車載の内燃機関駆動発電機による内部充電に加えて、外部電源に差し込んだ充電ケーブルを介して直接充電することができます。PHEVは主に乗用車ですが、スポーツカー、商用車、バン、ユーティリティトラック、バス、電車、オートバイ、モペット、軍用車両、ボートにもプラグインハイブリッドのバリエーションがあります。[7]

バッテリー電気自動車(BEV)と同様に、プラグインハイブリッド車は、再生可能エネルギー(太陽光、風力、水力など) の集中発電機を使用してほぼ排出ガスゼロにしたり、化石燃料発電所を使用したりできます。後者の場合は、自動車の排気管から排出される温室効果ガスを発電所に置き換えます。従来のハイブリッド電気自動車 (HEV) とは対照的に、PHEV は一般に、電力網にアクセスできる場所ならどこからでも (理論上) 充電できる大型のバッテリーパックを備えているため、車載発電機だけに頼る場合と比べてエネルギー効率と費用対効果が高くなります。さらに、PHEV では完全電気走行がより長く頻繁に可能になり、電気モーターは出力とトルクが高く、加速の応答性が高く、全体的な運用コストが低くなることがよくあります。 PHEVのバッテリーパックは、内燃エンジンとハイブリッド・ドライブトレインを搭載する必要があるため、同重量の電気自動車よりも小型ですが、バッテリーの充電が切れた場合でも、従来のHEVと同様にガソリン／ディーゼルエンジンに切り替えられるという柔軟性を備えています。この機能は、特に充電インフラが十分に整備されていない地域において、航続距離の不安を軽減するのに役立ちます。

量産型PHEVは2010年から中国と米国で販売されており、[8] [9] [10] 、シボレー ボルトの導入により、 2019年に生産終了となった三菱アウトランダーPHEVに追い抜かれるまで、ベストセラーのPHEVであった。[11] 2021年までに、BYDオートは世界最大のプラグインハイブリッド車メーカーとして浮上した。2024年5月時点で、BYDプラグインハイブリッドの累計販売台数は360万台を超えた。[12] BYD Song DMシリーズのSUVは105万台以上を販売した。[13] [14] [2] [15]

中国は現在、世界最大のPHEV保有台数を誇り、 2024年12月までの累計販売台数は931万台（EREVを含む）に達する見込みです。 [16] [17] 2024年には、世界のPHEV販売台数の76%以上が中国市場によるものとなります。さらに、世界最大のPHEV生産台数5社は、BYD、 Geely、Chery、Li Auto、Changanの中国メーカーです。[18]

歴史

ローナー・ポルシェ・ミクスト・ハイブリッドは、ガソリンと電気を組み合わせた初のプラグインハイブリッド車でした。

発明と初期の関心

1899年に早くも製造されたローナー・ポルシェ・ミクスト・ハイブリッドは、世界初のハイブリッド電気自動車でした。[ 19 ] [20]初期のハイブリッド車は、運転前に外部電源から充電することができました。「プラグインハイブリッド」という用語は、標準的な壁のコンセントから充電できるハイブリッド車を意味するようになりました。「プラグインハイブリッド電気自動車」という用語は、カリフォルニア大学デービス校の アンドリュー・フランク教授によって造られ、[21]「現代のプラグインハイブリッドの父」と呼ばれています。[22] [23] [24]

1969年7月号の『ポピュラーサイエンス』には、ゼネラルモーターズ社のプラグインハイブリッド車XP-883に関する記事が掲載されました。このコンセプトカーは、トランクルームに12ボルトの鉛蓄電池6個を搭載し、横置きの直流電気モーターで前輪を駆動していました。充電には北米の標準的な120ボルトACコンセントに接続可能でした。[25]

関心の復活

カバーを取り外した状態のリチウムイオン電池パック。CalCarsの「PRIUS+」プラグインハイブリッドに改造されたトヨタ・プリウス（EnergyCSが改造）

2003年、ルノーは人気車種「カングー」のプラグインハイブリッド車「エレクトロード」を欧州で販売開始しました。エンジンに加え、標準コンセントに差し込むだけで約4時間で95%の充電が可能でした。[26]フランス、ノルウェー、イギリスを中心に約500台を販売した後、エレクトロードは2007年にデザインを一新しました。[27]

2002年頃からハイブリッド車が普及し、アメリカでガソリン価格が高騰したことで、プラグインハイブリッド車への関心が高まりました。[28]プラグインハイブリッド車の中には、既存のハイブリッド車を改造したものもありました。例えば、2004年にCalCarsがプリウスに鉛蓄電池を追加し、電気だけで最大15km（9マイル）の走行距離を実現した車があります。[29]

2006年、トヨタとゼネラルモーターズの両社はプラグインハイブリッド車の計画を発表した。[30] [31] GMのサターン・ヴュー・プロジェクトは中止されたが、トヨタのプラグインハイブリッド車は2007年に日本で公道走行の認証を受けた。[32]

2007年、クオンタムテクノロジーズとフィスカーコーチビルドLLCは、フィスカーオートモーティブの合弁事業の立ち上げを発表しました。[33]フィスカーは、電気走行距離60km（37マイル）の8万ドルの高級PHEV、フィスカーカルマを製造する予定で、当初は2009年後半に予定されていました。[34]

2007年、アプテラ・モーターズは2人乗りのTyp-1を発表しました。同社は2011年12月に倒産しました。[35]

2007年、中国最大の携帯電話用バッテリーメーカーが所有する中国の自動車メーカーBYD Autoは、2008年後半にセダン型で60km（37マイル）の電気走行距離を誇る量産型PHEVを中国で導入すると発表しました。BYDは2008年1月、デトロイトで開催された北米国際自動車ショーでこのPHEVを展示しました。BYDの中型セダンF6をベースにしたこのPHEVは、リチウムイオン電池ではなくリン酸鉄リチウム（LFP）ベースの電池を搭載し、10分で容量の70%まで充電可能です。[36]

サンフランシスコ市庁舎の公共充電ステーションで、プラグイン式のトヨタ・プリウス3台が充電中

2007年、フォードは、20台のデモ用PHEVのうち最初のフォード エスケープ プラグイン ハイブリッドをサザン カリフォルニア エジソンに納入しました。[37]このデモ プログラムの一環として、フォードは最初のフレックス燃料プラグイン ハイブリッドSUVも開発し、2008年6月に納入しました。[38]このプラグインのデモ フリートは、米国とカナダの電力会社のフリートでフィールド テストされており、[39]プログラム開始から2年間で、フリートは75,000マイル以上を走行しました。[40] 2009年8月、フォードは、インテリジェントな車両対グリッド (V2G) 通信および制御システム テクノロジを搭載した最初のエスケープ プラグインを納入し、フォードは、21台のプラグイン ハイブリッド エスケープすべてに車両対グリッド通信技術を搭載する予定です。 [40 ]

2008年1月14日、トヨタは2010年までにリチウムイオン電池PHEVの販売を開始すると発表したが[41] [42]、その年の後半には2009年に商用車向けに提供されることを示唆した[43]。

3月27日、カリフォルニア大気資源局（CARB）は規制を改正し、自動車メーカーは2012年から2014年の間にプラグインハイブリッド車を58,000台生産することを義務付けた。[44]この要件は、25,000台の純粋なゼロエミッション車を生産するという以前の義務に代わる要望のあったもので、その要件を5,000台に減らした。[45] 6月26日、フォルクスワーゲンは、フォルクスワーゲン ゴルフコンパクトカーをベースとした量産プラグインを導入すると発表した。フォルクスワーゲンは、PHEVを示すために「TwinDrive」という用語を使用している。[46] 9月には、マツダがPHEVを計画していると報道された。[47] 9月23日、クライスラーは、プラグインジープ・ラングラーとクライスラー・タウン・アンド・カントリーのミニバン（どちらもシリーズパワートレインを備えたPHEV）と全電気式のダッジスポーツカーの試作車を発表し、3台のうち1台が生産に入ると述べた。[48] [49]

10月3日、米国は2008年エネルギー改善・拡大法を制定した。この法律は、バッテリー容量が4キロワット時を超えるプラグイン電気自動車の購入に対して税額控除を規定した。 [50] [51]連邦税額控除は2009年の米国クリーンエネルギー安全保障法により延長・修正されたが、現在ではバッテリー容量は5キロワット時以上でなければならず、自動車メーカーが米国で少なくとも20万台を販売すると税額控除は段階的に廃止される。[52]

量産

2008年12月15日、BYDオートは中国でBYD F3DMの販売を開始した。これは世界初の量産プラグインハイブリッド車となったが、当初は法人および政府機関の顧客のみを対象としていた。[55] [56] [57]一般向けの販売は2010年3月に深センで開始されたが、[8] [9] F3DMは従来の燃料で走る車の価格のほぼ2倍になるため、BYDは地方政府からの補助金によって個人購入者にも手頃な価格でプラグインハイブリッド車を購入できると期待している。[8]

トヨタは2009年と2010年に、欧州と北米で600台のプリウス・プラグイン試作車 を試験走行させた。[58] [59]ボルボ・カーズは2009年にボルボV70プラグインハイブリッドのデモカーを2台製作したが、生産には至らなかった。V60プラグインハイブリッドは2011年に発売され、販売が開始された。

2010年10月、ロータスエンジニアリングは、通常のガソリンだけでなくエタノールやメタノールでもフレックス燃料で走行できるように設計されたプラグインシリーズハイブリッドコンセプトカー、ロータスシティカーを発表しました。 [60] [61]

GMは2010年11月30日に米国でシボレー・ボルトを発売し、2010年12月から販売を開始した。[10]兄弟車であるオペル/ボクスホール・アンペラは、2011年後半から2012年初頭にかけて欧州で発売された。GMはシボレー・ボルト シリーズのプラグインハイブリッドを「長距離電気自動車」と呼んでいる。[62] [63]

フィスカー カルマの最初の納車は2011年7月に行われ、[64]小売顧客への納車は2011年11月に開始されました。トヨタ プリウス プラグインハイブリッドは2012年1月に日本で発売され、[65]続いて2012年2月に米国で発売されました。[66]プリウスPHVの欧州での納車は2012年6月下旬に開始されました。[67]フォードC-Max Energiは2012年10月に米国で発売され、[68]ボルボV60 プラグインハイブリッドは2012年末までにスウェーデンで発売されました。 [69]

ホンダアコードプラグインハイブリッドは2013年1月に一部の米国市場で発売され、[70]三菱アウトランダーPHEVは2013年1月に日本で発売され、市場初のSUVプラグインハイブリッドとなった。 [71]フォードフュージョンエナジーの納車は2013年2月に開始された。 [72] [73] BYDオートは販売不振のためBYD F3DMの生産を中止し、[74]後継車BYD Qinの販売を2013年12月に開始した。[54]

限定版マクラーレンP1スーパーカーの一般顧客への納車は2013年10月に英国で開始され、[75]ポルシェパナメーラS E-ハイブリッドは2013年11月に米国で納車を開始しました。キャデラックELRの最初の小売納車は2013年12月に米国で行われました。[76] BMW i8と限定版フォルクスワーゲンXL1は2014年6月にドイツで小売顧客にリリースされました。[77] [78]ポルシェ918スパイダーも2014年に欧州と米国で発売されました。アウディA3スポーツバックe-tronとフォルクスワーゲンゴルフGTEの最初のユニットは2014年8月にドイツで登録されました。[79]

助手席側のドアが開いたフォルクスワーゲン XL。

2013年、フォルクスワーゲンは、ディーゼル燃料で100 km/L（280 mpg ‑imp ; 235 mpg ‑US ）の走行性能を備えながら、実用性と走行性能も両立させた2人乗りディーゼルエンジン搭載プラグインハイブリッド車、フォルクスワーゲンXL1の限定生産を開始しました。このモデルは、量産されているプラ​​グインディーゼルハイブリッド車の中でも、また量産されているディーゼルハイブリッド車の中でも数少ないモデルの一つであるという点で、他に類を見ない存在です。[80] [81] [82]

2014年12月、BMWは、BMW iブランドのプラグイン車両（BMW i3およびBMW i8）向けに開発されたeDrive技術を使用して、グループがすべてのコアブランドモデルのプラグインハイブリッドバージョンを提供する計画であると発表した。同社の目標は、プラグイン技術を使用して、CO2排出量を100g/km未満に削減しながら、高性能車両を提供し続けることである。 [ 83]小売販売可能な最初のモデルは2016年BMW X5 eDriveで、生産バージョンは2015年の上海モーターショーで発表された。[84]第2世代のシボレーボルトは、2015年1月の北米国際オートショーで発表され、[85]米国とカナダで2015年10月に小売納車が開始された。[86] [87]

2015年3月、アウディは全モデルシリーズにプラグインハイブリッド版を作る計画があり、天然ガス車やバッテリー電気駆動システムと共に、プラグインハイブリッドが同社のCO2目標達成に重要な貢献をすることを期待していると発表した。[88]また、2015年3月、メルセデス・ベンツは、今後数年間の代替駆動装置に関する主な焦点はプラグインハイブリッドになると発表しました。同社は2017年までに10種類の新しいプラグインハイブリッドモデルを投入する計画でした。[89] 2015年に発売された他のプラグインハイブリッドには、BYD Tang、フォルクスワーゲン パサートGTE、ボルボXC90 T8、ヒュンダイ ソナタPHEVがあります。

2015年末までに、2008年12月以降、世界中で517,000台以上の高速道路走行可能なプラグインハイブリッド電気自動車が販売されました。これは、世界全体で販売された125万台以上の軽量プラグイン電気自動車のうちの1台です。[90] [91]

ヒュンダイ・モーター・カンパニーは、 2016年のジュネーブ・モーターショーで、3つのモデルからなるヒュンダイ・アイオニック・ラインナップを公式に発表した。[94]アイオニックの電気自動車ファミリーには、2017年第4四半期に米国で発売されたアイオニック・プラグインが含まれている。 [95]

第二世代プリウス・プラグインハイブリッド（米国ではプリウス・プライム、日本ではプリウスPHV ）[96]は、2016年のニューヨーク国際オートショーで発表されました。プリウス・プライムの米国での納車は2016年11月に開始されました。[97]先代モデルとは異なり、プライムはEVモードでは完全に電気で走行します。[98]

三菱アウトランダーPHEVの世界販売台数は2016年3月に10万台を突破した。[99] [100]

2016年1月、クライスラーはプラグインハイブリッドミニバン「クライスラー・パシフィカ・ハイブリッド」を発表しました。[101]これは米国初のハイブリッドミニバンであり、2017年に米国、カナダ、メキシコで初めて販売されました。

ホンダは2017年12月、米国とカナダでホンダクラリティプラグインハイブリッドの販売を開始しました。 [102]

2019年、ゼネラルモーターズはバッテリー電気自動車に注力するため、シボレー・ボルトやキャデラックCT6 PHEVを含むすべてのプラグインハイブリッドモデルの生産を終了しました。[103] [104] [105]

2019年3月、中国の新興メーカーであるLi Autoは、最初のモデルであるプラグインハイブリッド車Li Oneを発表しました。これは、中国初のレンジエクステンダー電気自動車となりました。バッテリーを充電するためのレンジエクステンダーとしてのみ使用される1.2リッターターボチャージドガソリンエンジンと電気モーターを搭載しています。[106] 2019年第4四半期に納車が開始され、2020年5月までに納車台数は1万台に達しました。[107] Li Autoはその後、中国の主要なプラグインハイブリッドメーカーとなり、2024年にバッテリー電気自動車を発表するまで、レンジエクステンダー電気SUVのみを生産しました。

2019年5月、フェラーリは高性能モデルとして、プラグインハイブリッド・スーパーカー「フェラーリSF90ストラダーレ」を発表しました。7.9kWhのリチウムイオンバッテリーは26km（16マイル）の航続距離を実現し、3つの電気モーターを駆動することで、合計出力162kW（220PS、217馬力）[108]を発生し、7,500rpmで735kW（1,000PS、986馬力）のツインターボV8エンジンを搭載しています。[109] [108] [110]

中国で見かけた、プラグイン電気自動車用の緑色のナンバープレートをつけたトヨタRAV4 PHEV 。

トヨタは2019年12月、同社初のプラグインハイブリッドSUV、トヨタRAV4プライム/PHEVを発表しました。このモデルは0～100 km/h（0～62 mph）加速を6.2秒で実現し、発売当時はトヨタGRスープラスポーツカーに次ぐ加速性能を持つトヨタ車最速モデルとなりました。[111] [112] 2020年には日本、欧州、北米などの一部の市場で発売されました。このモデルは、スズキによって欧州でスズキアクロスとしても販売されています。[113]

ヒュンダイ・モーター・グループは2020年と2021年に、ヒュンダイ・ツーソン・プラグインハイブリッド、ヒュンダイ・サンタフェ・プラグインハイブリッド、キア・シードPHEV、キア・スポルテージPHEV、キア・ソレントPHEVといった新型プラグインハイブリッド車をラインナップに追加し始めました。これらのモデルは主に欧州で販売され、北米でも販売されています。[114] [115] [116] [117] [118]

2020年6月、BYD Autoはプラグインハイブリッド専用ガソリンエンジン「小雲（Xiaoyun）」を発表しました。この1.5リッターエンジンは、新たに導入されたDM-iプラグインハイブリッド技術専用に設計されています。このエンジンはアトキンソンサイクルを採用し、最大43%の熱効率を誇り、これは量産ガソリンエンジンの中で世界最高水準です。DM-iシステム自体は、複雑な「電気ベース」の直列・並列アーキテクチャを採用しています。BYDはまた、この技術を搭載した車両はガソリン車と同等の価格競争力を持つことを強調しました。[119] BYDは2022年に従来のガソリン車の生産を終了するため、DM-iは同社にとって重要な技術となりました。[120]

充電ステーションにある BYD Tang DM- p 。

2021年、BYDはセダン、SUV、ミニバンを含む幅広い車種に新型プラグインハイブリッドシステム「DM-i」と「DM-p」の導入を開始し、中国市場で高い評価を得ました。これらのシステムは、従来のシステムよりも手頃な価格で高効率であり、プラグインハイブリッド車と電気自動車を優遇する現地のナンバープレート規制もその人気をさらに高めました。その結果、需要が急増し、納期の遅延につながりました。[121] 2022年までに、BYDは世界のプラグインハイブリッド車生産の35%以上を占めるようになりました。[18]

北米では、ステランティスが2021年にジープ・ラングラー4xeの販売を開始しました。これはJLラングラーのプラグインハイブリッド版で、約35km（22マイル）の電気自動車としての航続距離を誇ります。2022年には米国で最も売れたプラグインハイブリッドとなり、トヨタRAV4プライムを上回りました。[122] [123]

三菱自動車は2021年10月、新型アウトランダーPHEVを発売した。[124]日本国内で初公開されるこのモデルは、先代アウトランダーPHEVで使用されていた4B12エンジンを継承し、より強力なモーターと大容量の20kWhバッテリーを搭載している。リアモーターの改良により、アウトランダーPHEVは7人乗りを実現した。[125]

ホンダは、中国以外の市場で唯一のプラグインハイブリッドモデルであるホンダクラリティプラグインハイブリッドを2021年に廃止しました。[1]

マツダ初のプラグインハイブリッド車であるマツダCX-60 PHEVは、2022年初頭に欧州市場向けに発売されました。[ 126 ]同じプラグインハイブリッドパワートレインは、後に大型のマツダCX-80とCX-90にも採用されました。[127]

2024年4月、BYD AutoはBYD Qin L DM-iとBYD Seal 06 DM-iに搭載された第5世代プラグインハイブリッド技術であるDM-i 5.0を発売した。[128] BYDは、このシステムにより熱効率46.06%、燃費2.9 L/100 km（34 km/l、81 mpg -US）、最大航続距離2,100 km（1,300 mi）という効率向上がもたらされたと主張している。国際エネルギー機関（IEA ）によると、中国におけるプラグインハイブリッドの販売台数は2024年初頭までバッテリー電気自動車よりも速く成長し、3月にはすべてのプラグイン電気自動車の販売シェアが40%を超えた。年末までに、世界のプラグインハイブリッド販売の4分の3を中国が占めた。[129]

2024年10月、GeelyはBYDの技術と直接競合するLeishen EM-iプラグインハイブリッドシステム（NordThor 2.0とも呼ばれる）をリリースした。[130] Geely初のプラグインハイブリッドシステムではないものの、EM-iは世界最高の熱効率46.5%を誇り、総合航続距離2,390km（1,490マイル）、燃費2.67L/100km（37.5km/l、88mpg- US）でBYDのDM-i 5.0システムを上回っている。[131] BYDとGeelyの代表者は、どちらのシステムの熱効率が高いかについて公開討論を行った。[132]

日産は2025年4月に、同社初のプラグインハイブリッド車となるピックアップトラック「日産フロンティア・プロ」を発売した。[133]これは鄭州日産との共同開発である。続いて2025年8月には、東風日産との共同開発による日産N6セダンが発売された。[134]これらのモデルは中国で開発・生産され、世界市場への投入が計画されている。

テクノロジー

パワートレイン

シボレーボルトは主にシリーズハイブリッドとして動作します。

PHEVは、従来のハイブリッド車と同じ3つの基本的なパワートレイン構造に基づいています。シリーズハイブリッドは電気モーターのみで駆動し、パラレルハイブリッドは内燃機関と同時作動する電気モーターの両方で駆動し、シリーズ・パラレルハイブリッドはどちらのモードでも動作します。通常のハイブリッド車はエンジンのみでバッテリーを充電しますが、プラグインハイブリッドはバッテリーの充電に必要なエネルギーの大部分を外部から得ることができます。[要出典]

デュアルプラグインハイブリッド

これらには 2 つの異なるエネルギー回収システムが含まれています。

Mercedes -AMG ONEはプラグインデュアルハイブリッドです。

メルセデス・ベンツCクラス（W206）とメルセデス・ベンツC254/X254にも電動アシストターボチャージャー/ MGU-Hが搭載されている。[135] [136]

燃料電池プラグインハイブリッド

ホンダCR-V e:FCEVは、バッテリー、電気モーター、水素タンク、燃料電池を組み合わせたプラグインハイブリッドです。

ホンダCR-V e:FCEVは、プラグインハイブリッド電気自動車（燃料電池車）です。フロントに搭載された電動モーター、総容量4.3kg（9.5ポンド）の高圧水素タンク2基、プラグイン充電機能を備えた17.7kWhのバッテリーを搭載していますが、内燃機関は搭載されていません。[137]

充電システム

バッテリー充電器は、車両に搭載することも、外部に設置することもできます。車載充電器の仕組みは、交流電力を直流電力に変換し、バッテリーを充電するというものです。[138]車載充電器は、重量とサイズ、そして汎用ACコンセントの容量制限によって容量が制限されます。専用の外付け充電器は、ユーザーの予算に応じて最大限に大きく、かつ高出力にすることができますが、充電器まで戻る必要があります。一方、高速充電器は複数の車両で共有できます。

電気モーターのインバーターを利用することで、モーター巻線を変圧器のコイルとして機能させ、既存の高出力インバーターをAC-DC充電器として使用することができます。これらの部品は既に車両に必要であり、実用的な電力供給能力に対応できるように設計されているため、重量やサイズを大幅に増加させることなく、非常に強力な車載充電器を構築することができます。AC Propulsion社は、「還元充電」と呼ばれるこの充電方法を採用しています。[139]

動作モード

プラグインハイブリッド車は、充電枯渇モードと充電維持モードで動作します。これら2つのモードの組み合わせは、ブレンドモードまたはミックスモードと呼ばれます。これらの車両は、低速のみ、または全速度域で、完全電気モードで長距離走行できるように設計できます。これらのモードは車両のバッテリー放電戦略を管理し、その使用は必要なバッテリーのサイズと種類に直接影響します。[140]

充電枯渇モードでは、フル充電されたPHEVは、バッテリーの充電状態が所定のレベルまで低下するまで、電力のみ（または車両によっては、急加速時を除きほぼ電力のみ）で走行します。所定のレベルに達すると、車両の内燃機関または燃料電池が作動します。この期間が車両の完全電気走行距離です。これはバッテリー式電気自動車が走行できる唯一のモードであるため、走行距離が限られています。[141]

混合モードとは、複数のモードを組み合わせた走行を指します。例えば、低速で充電を使い果たすモードで走行を開始し、高速道路に進入して混合モードで走行するといった状況が考えられます。高速道路を降りた後、ドライバーは内燃機関を使わずに電気自動車の航続距離が尽きるまで走行し、その後、最終目的地に到着するまで充電維持モードに戻ることができます。これは、PHEVの電気自動車の航続距離の制限内で走行する、充電を使い果たす走行とは対照的です。

ほとんどの PHEV には、さらに 2 つの充電維持モードがあります。

バッテリーホールド：電動モーターがロックアウトされ、車両は内燃機関のみで走行します。そのため、バッテリーに残っている電気量は、混合モードまたは完全電気走行に復帰した際にも確保されます。また、回生ブレーキも引き続き利用可能であり、バッテリーの充電量を増加させることができます。一部のPHEVでは、トラクションバッテリーを使用する車両サービス（暖房やエアコンなど）が低消費電力モードに設定され、バッテリーの残量をさらに節約します。フル加速が必要な場合は、電動モーターのロックアウトは自動的に解除されます（充電が許可されます）。

セルフチャージ方式。電動モーターのアーマチュアはトランスミッションに接続されていますが、バッテリーに接続されているため、発電機として動作し、走行中にバッテリーを充電します。ただし、内燃機関が車両自体の駆動とバッテリーの充電の両方を行う必要があるため、燃費は悪くなります。これは、車両に電源を接続できる場所が限られている場合の「走行中充電」に便利です。

電力貯蔵

最適なバッテリーサイズは、燃料消費量、ランニングコスト、排出量の削減のいずれを目的とするかによって異なりますが、2009年の研究[142]では、「PHEVバッテリー容量の最適な選択は、充電間隔の走行距離に大きく左右されます。私たちの研究結果によると、市街地走行条件で10マイル以下の頻繁な充電の場合、AER（全電気走行距離）が約7マイルの低容量PHEVが、ガソリン消費量、コスト、温室効果ガス排出量を最小限に抑える確実な選択肢となることが示唆されています。20～100マイル間隔という低頻度の充電では、PHEVの方が温室効果ガス排出量は少ないですが、HEVの方がコスト効率に優れています。」と 結論付けられています。

PHEVは通常、従来のハイブリッド車よりもバッテリーの充放電サイクルが長くなります。フルサイクルの回数はバッテリー寿命に影響を与えるため、従来のHEVのようにバッテリーを完全に消耗させない従来のHEVよりも短い可能性があります。しかしながら、PHEVがまもなく自動車業界の標準になると主張する人もいます。[143]設計上の問題や、バッテリー寿命、容量、放熱性、重量、コスト、安​​全性とのトレードオフを解決する必要があります。[144]高度なバッテリー技術が開発中であり、質量と体積の両方でより高いエネルギー密度が期待されており、[145]バッテリー寿命の延長が期待されています。[146]

2007年初頭のリチウムイオン電池の一部の正極は、リチウムコバルト金属酸化物で作られています。この材料は高価であり、これを使用したセルは過充電すると酸素を放出する可能性があります。コバルトをリン酸鉄に置き換えれば、セルはいかなる充電下でも燃焼したり酸素を放出したりしなくなります。2007年初頭のガソリンと電気料金では、6年から10年の運転で損益分岐点に達します。プラグインハイブリッド車はバッテリーが大きく高価なため、投資回収期間はより長くなる可能性があります。[147]

ニッケル水素電池とリチウムイオン電池はリサイクル可能です。例えばトヨタは、ディーラーに返却された電池1個につき200ドルのクレジットを支払うリサイクルプログラムを実施しています。[148]しかし、プラグインハイブリッド車は通常、従来のハイブリッド車よりも大きなバッテリーパックを使用するため、より多くの資源を必要とします。パシフィック・ガス・アンド・エレクトリック・カンパニー（PG&E）は、電力会社がバックアップや負荷平準化のために中古電池を購入することを提案しています。PG&Eは、これらの中古電池は車両には使用できなくなる可能性があるものの、残存容量には依然として大きな価値があると述べています。[149]最近では、ゼネラルモーターズ（GM）が「ボルトのリサイクル電池を電力貯蔵システムとして利用することに関心のある電力会社からアプローチを受けている」と述べています。この二次市場は、ボルトやその他のプラグイン車の消費者向け価格を下げる可能性があります。[150]

ウルトラキャパシタ（または「スーパーキャパシタ」）は、 AFSトリニティのコンセプトプロトタイプなど、一部のプラグインハイブリッド車で使用されており、高出力密度で利用可能なエネルギーを迅速に貯蔵することで、バッテリーを安全な抵抗加熱限度内に維持し、バッテリー寿命を延ばします。[151] [152] CSIROのUltraBatteryは、スーパーキャパシタと鉛蓄電池を1つのユニットに組み合わせることで、プラグインハイブリッド電気自動車（PHEV）で使用されている現在の技術よりも長寿命で、コストが低く、より強力なハイブリッド車のバッテリーを実現します。[153]

量産車の改造

トヨタ・プリウスのPHEV改造車「ホワイトバード」に15個の鉛蓄電池、PFC充電器、レギュレーターを設置

化石燃料の非ハイブリッド車をプラグインハイブリッド車に改造している企業がいくつかあります。 [154] [155]

既存の量産ハイブリッド車をプラグインハイブリッド車に改造するアフターマーケット[156]では、通常、車両のバッテリーパックの容量を増やし、車載AC-DC充電器を追加することになります。理想的には、車両のパワートレインソフトウェアを再プログラムし、バッテリーパックの追加のエネルギー貯蔵容量と出力を最大限に活用できるようにします。

初期のプラグインハイブリッド電気自動車への改造の多くは、トヨタ・プリウスをベースにしたものであった。[157]システムの中には、車両の純正ニッケル水素バッテリーパックと電子制御ユニットを交換するものもあれば、純正バッテリーパックに追加のバッテリーを取り付けるものもあった。[158]

ターゲット市場

近年、全電気自動車の需要は、特に米国市場で、補助金、ロビイスト、税金を通じた政府のインセンティブによって牽引されてきた。[159]特に、日産リーフの米国での販売は、リーフの販売最大手であるジョージア州での手厚いインセンティブと特別待遇に依存してきた。 [160]国際市場調査によると、回答者の60％は、1日あたりその距離以上を運転する人はわずか2％であるにもかかわらず、160 km (99 mi)未満のバッテリー走行距離は受け入れられないと考えている。[161]現在普及している全電気自動車の中で、この基準を大幅に上回っているのはテスラ（モデルSの最も高価なバージョンは、米国環境保護庁の5サイクルテストで265マイル(426 km )の走行距離を提供している）のみである。

ポピュラーメカニクス誌のテストで確認された、2013年モデルのプラグインハイブリッド車における電気自動車のみの航続距離（マイル単位）。電気自動車のみの航続距離を長くするとコストが増加し、妥協も必要となるため、顧客のニーズに合わせて電気自動車のみの航続距離は異なる可能性があります。

プラグインハイブリッドは、従来のハイブリッド車に比べて航続距離が長く、燃料補給の可能性も備えている。同時に、運転者は日常の運転の少なくともかなりの部分をバッテリーの電力で走行することができる。2009年の米国における通勤距離の平均は11.8マイル（19.0 km）であった[162]。一方、2011年のイングランドとウェールズにおける通勤距離の平均は9.3マイル（15 km）と、それよりわずかに短かった[163] 。より長い電気走行距離を持つPHEVを製造すると、重量とコストが増加し、貨物スペースや乗客スペースが減少するため、最適な電気走行距離というものは存在しない。添付のグラフは、Popular Mechanics誌がテストした、米国市場で人気のある4台のプラグインハイブリッド車の電気走行距離（マイル単位）を示している[164] 。

シボレー・ボルトの重要な設計パラメータは、電気自動車による航続距離を40マイル（64km）とすることだった。これはバッテリーサイズを小型化しコストを抑えるため、そして主に米国の通勤者の78%が40マイル（64km）以下しか走行していないという調査結果に基づいて選択された。この目標航続距離であれば、ほとんどの移動を電気で行うことができる。また、充電は夜間に自宅で行うことが想定されていた。この要件は、エネルギー貯蔵容量がバッテリーの充電状態（SOC）が30％に達するまでバッテリーが使用されることを考慮すると、16kWhとなる 。 [165] [166]

2014年10月、ゼネラルモーターズは、 Voltの納車開始以来オンスター テレマティクスシステムを通じて収集したデータと10億マイル（16億キロ）以上の走行に基づき、Voltの所有者は旅行の約62.5％を完全電気モードで運転していると報告した。[167] 2016年5月、フォードは、テレマティクスシステムを通じて電動車両が記録した6億1000万マイル（9億7600万キロ）以上のデータに基づき、これらの車両のドライバーは年間平均13,500マイル（21,700キロ）を走行し、そのうち約半分が完全電気モードで作動していると報告した。これらの数値の内訳は、フォードエネルギプラグインハイブリッドドライバーの平均1日あたりの通勤距離が42マイル（68キロ）であることを示している。フォードは、2017年モデルの電気走行距離の延長により、平均的なフュージョン・エナジー通勤者は、出勤前と帰宅前に満充電しておけば、ガソリンを一切使わずに1日中走行できると述べている。フォードのデータによると、現在、ほとんどの顧客は自宅でのみ充電しているようだ。[168]

EPAの2015年版年次報告書「小型自動車技術、二酸化炭素排出量、および燃費の傾向」では、平均的なドライバーが電気のみまたは混合モードのいずれであっても電気を使用して走行するマイルの割合を表すために、2015年モデルのプラグインハイブリッドのユーティリティ係数を次のように推定しています：BMW i3 RExでは83% 、シボレー ボルトでは66%、フォード エネルギ モデルでは45%、マクラーレン P1では43% 、 BMW i8では37% 、トヨタ プリウス PHVでは29% 。[169]アイダホ国立研究所が21,600台の電気自動車とプラグインハイブリッド車をサンプルとして2014年に実施した分析によると、ボルトの所有者は年間平均9,112マイルを電気モードで走行した（eマイル）。一方、リーフの所有者は、ボルトの電気走行距離がリーフの約半分と短いにもかかわらず、年間9,697マイルをeマイル走行した。[170]

非プラグインハイブリッド車との比較

燃費と石油代替

プラグインハイブリッドは、従来のハイブリッドよりもさらに効率が高くなる可能性があります。これは、PHEVの内燃エンジンの使用がより制限されるため、エンジンを最大効率に近い状態で使用できる可能性があるためです。トヨタ プリウスは、平均して約30%の効率（エンジンのピーク効率38%を大きく下回る）で燃料を動力エネルギーに変換する可能性がありますが、70km（43マイル）の電気走行距離を持つPHEVのエンジンは、ピーク効率近くで動作する頻度がはるかに高くなります。これは、内燃エンジンがピーク効率をはるかに下回る状態で動作することを余儀なくされたときに、バッテリーが適度な電力需要に対応できるためです。[141]実際に達成される効率は、発電、逆転、バッテリーの充放電、モーターコントローラーとモーター自体による損失、車両の使用方法（デューティサイクル）、および電力網に接続して再充電する機会によって異なります。

バッテリー容量1キロワット時あたり、年間最大50米ガロン（190リットル、42英ガロン）の石油燃料（ガソリンまたはディーゼル）を代替します。[171]また、電気は多様な供給源から供給できるため、エネルギーの回復力が最も高くなります。[172]

PHEVの実際の燃費は、パワートレインの作動モード、電気のみでの航続距離、そして充電間の走行距離によって異なります。ガソリンを使用しない場合、ガソリン換算ガロンあたりの走行距離（MPG-e）は電気システムの効率のみに依存します。米国市場で入手可能な最初の量産型PHEV である 2011 年型シボレー ボルトは、EPA 定格の完全電気走行距離が 35 マイル (56 km)、追加のガソリンのみの延長走行距離が 344 マイル (554 km) で、EPA の市街地/高速道路複合燃費は完全電気モードで 93 MPG-e 、ガソリンのみのモードで 37 mpg ‑US (6.4 L/100 km、44 mpg ‑imp ) であり、総合的なガソリンと電気の複合燃費評価は 60 mpg ‑US (3.9 L/100 km、72 mpg ‑imp ) 相当 (MPG-e) です。[173] [174] EPAはボルトの燃費ラベルに、5つの異なるシナリオ（フル充電から30、45、60、75マイル（121 km）走行した場合と、充電しない場合）での燃費と電力消費量を示す表を掲載した。[174]この表によると、フル充電から45マイル（72 km）走行した場合の燃費は、168 mpg ‑US（1.40 L/100 km、202 mpg ‑imp）相当（MPG-e）となる。[173]

2013年モデルから米国で義務化される、より包括的な燃費・環境ラベルについては、米国道路交通安全局（NHTSA）と環境保護庁（EPA）が、プラグインハイブリッド車向けに2つの別々の燃費ラベルを発行した。これは、プラグインハイブリッド車が電気自動車、混合ガソリン車、ガソリンのみの2つまたは3つの動作モードで動作するため、設計が複雑だからである。[175] [176] 1つのラベルは、電気自動車とガソリンのみのモードを備えたシリーズハイブリッド車または長距離電気自動車（シボレー ボルトなど）用であり、2つ目のラベルは、ガソリンとプラグイン電気自動車の動作を組み合わせた混合モードまたはシリーズパラレルハイブリッド車用であり、従来のハイブリッド車のようにガソリンのみである。[175] [176]

自動車技術協会（SAE）は1999年にハイブリッド車の燃費試験と報告に関する推奨基準を策定し、PHEV（プラグインハイブリッド車）に関する文言を盛り込んだ。SAE委員会は現在、PHEVの燃費試験と報告手順の見直しに取り組んでいる。[177]トロント大気基金は、2008年に改造されたプラグインハイブリッド車10台を試験し、6ヶ月間の燃費は平均5.8リットル/100キロメートル、または40.6マイル/ガロンであったが、これは技術の潜在能力を下回ると判断された。[178]

通常のドライバーによる実走行テストでは、プリウスPHEVの改造はHEVよりも燃費が大幅に向上しない場合があります。例えば、プラグイン・プリウスのフリートは、それぞれ30マイル（48km）の電気走行距離を有していますが、シアトルで17,000マイル（27,000km）のテストで平均51mpg -US（4.6L/100km、61mpg - imp ）しか達成できませんでした。[179]また、 GoogleのRechargeITイニシアチブでは、同様の改造バッテリーモデルで同様の結果が得られました。さらに、追加のバッテリーパックは10,000～11,000米ドルかかります。[180] [181]

運営コスト

2014年にラマー大学、アイオワ州立大学、オークリッジ国立研究所の研究者らによって発表された研究では、様々な電気走行距離（10、20、30、40マイル）のPHEVの運用コストを、従来のガソリン車および非プラグインハイブリッド電気自動車（HEV）と、異なる回収期間で比較し、充電インフラの整備レベルとガソリン価格を考慮しました。この研究は、以下の結論に達しました。[182]

  • PHEVは、従来のガソリン車とHEVと比較して、それぞれ約60%と40%のエネルギーコストを削減します。しかし、1日あたりの走行距離（DVMT）が長いドライバーにとっては、特に公共の充電インフラが不足している場合、航続距離が40マイル（64km）のプラグインハイブリッド車よりもハイブリッド車の方が優れた選択肢となる可能性があります。
  • 大型バッテリーを搭載したプラグインハイブリッド車のバッテリーコストの増分は、大型バッテリーを搭載したPHEVに補助金が提供されない限り、PHEVの運用コストの増分節約に基づいて正当化することは困難です。
  • ガソリン価格が1ガロンあたり4ドルから​​5ドルに上昇すると、大容量バッテリーの恩恵を受けるドライバーの数は大幅に増加します。ガソリン価格が3ドルの場合、バッテリーコストが1kWhあたり200ドルであっても、航続距離10マイル（16km）のプラグインハイブリッド車が最も安価な選択肢となります。
  • 急速充電器は充電時間を短縮できますが、レベル 2 充電器に比べると PHEV のエネルギーコストの節約にはほとんど貢献しません。

バッテリーのコスト

PHEVのデメリットには、大型バッテリーパックの追加コスト、重量、サイズなどがあります。国立研究評議会による2010年の調査によると、リチウムイオンバッテリーパックのコストは使用可能なエネルギー1kW ·hあたり約1,700米ドルで、電気走行距離10km（6.2マイル）のPHEVには約2.0kW·h、電気走行距離40km（25マイル）のPHEVには約8kW·hが必要であることを考慮すると、電気走行距離10km（6.2マイル）のPHEV用バッテリーパックの推定メーカーコストは約3,000米ドル、電気走行距離40km（25マイル）のPHEVでは14,000米ドルにまで上がります。 [183]​​ [184]同調査によると、2020年までにコストが35%低下すると予想されているものの、市場浸透は緩やかになると予想されており、バッテリー技術に根本的な進歩がない限り、PHEVは2030年までは石油消費量や二酸化炭素排出量に大きな影響を与えないと予想されている。[183]​​ [184] [185]

PHEV-10とPHEV-40のコスト比較[183]​​ [185]
（2010年の価格）
EV航続距離別プラグイン
タイプ
同様の
生産
モデル		ドライブトレインの種類
従来の非ハイブリッド中型車と比較したメーカーの
追加コスト


バッテリーパックの推定コスト		自宅の
電気システムのアップグレードにかかる費用
HEVと比較した
ガソリン
節約額の予想

HEVと比較した年間
ガソリン
節約量（2）


16キロ
プリウスプラグイン(1)
平行
6,300米ドル
3,300米ドル
1,000ドル以上
20%
260 L (70 米ガロン; 58 英ガロン)

64キロ
シボレー・ボルト
シリーズ
18,100米ドル
14,000米ドル
1,000ドル以上
55%
760 L (200 米ガロン; 170 英ガロン)
注：(1)トヨタ・プリウスに搭載されているHEV技術（より大容量のバッテリーパック搭載）を考慮。プリウス・プラグインの電気自動車による推定航続距離は23km（14.5マイル）[186]
。(2) 年間走行距離24,000km（15,000マイル）と仮定。

2010年のNRCの調査によると、電気で1マイル走行する方がガソリンで1マイル走行するよりも安いものの、生涯燃料節約額はプラグインの高い初期費用を相殺するのに十分ではなく、損益分岐点に達するまでには数十年かかるとされています。[185]さらに、米国でプラグイン市場の急速な浸透を達成するには、数千億ドル規模の政府補助金とインセンティブが必要になる可能性があります。[184] [185]

アメリカエネルギー効率経済評議会による2013年の調査では、バッテリーのコストは2007年の1キロワット時あたり1,300米ドルから2012年には1キロワット時あたり500米ドルに低下したと報告されている。米国エネルギー省は、支援するバッテリー研究のコスト目標を、2015年には1キロワット時あたり300米ドル、2022年までに1キロワット時あたり125米ドルに設定している。バッテリー技術の進歩と生産量の増加によるコスト削減により、プラグイン電気自動車は従来の内燃機関車に対してより競争力を持つようになるだろう。[187]

ハーバード大学ベルファーセンターが2011年に発表した研究によると、PHEVの車両寿命全体にわたるガソリンコストの節約は、その高い購入価格を相殺しないことが判明した。この結果は、米国市場での2010年の購入および運用コストにおける生涯正味現在価値を比較し、政府の補助金がないと仮定して推定された。[188] [189]この研究の推定によると、40 km（25マイル）の電気走行距離を持つPHEVは従来の内燃機関よりも5,377米ドル高価であり、バッテリー電気自動車（BEV）は4,819米ドル高価である。この研究では、バッテリーコストが下がり、ガソリン価格が上昇すると仮定して、このバランスが今後10年から20年でどのように変化するかについても調査した。調査では、検討された将来シナリオにおいて、BEVは従来型自動車よりも大幅に安価（1,155ドルから7,181ドル安価）となる一方、PHEVはほぼすべての比較シナリオにおいてBEVよりも高価となり、バッテリーコストが非常に低くガソリン価格が高いシナリオにおいてのみ従来型自動車よりも安価となることがわかった。BEVは製造が簡単で液体燃料を使用しない一方、PHEVはパワートレインがより複雑で、依然としてガソリンエンジンを搭載している。[188]

排出物は発電所に移行した

PHEVの導入により、一部地域では汚染が増加すると予想されますが、ほとんどの地域では減少するでしょう。 [190] ACEEEの調査によると、現在電力網に電力を供給しているほとんどの石炭火力発電所からの排出量を考慮すると、石炭への依存度が高い地域でPHEVが広く普及すると、地域の二酸化硫黄と水銀の純排出量が増加すると予測されています。[191]クリーンコール技術により、これらの汚染物質を大量に排出することなく石炭から電力網に電力を供給する発電所を建設できる可能性がありますが、これらの技術の適用コストが高いため、石炭火力発電の価格が上昇する可能性があります。汚染への正味の影響は、電力網の燃料源（例えば、化石燃料か再生可能エネルギーか）と発電所自体の汚染プロファイルに依存します。発電所などの単一の汚染源を特定、規制、改良すること、あるいは発電所自体を交換することも、より現実的かもしれません。人間の健康の観点からは、大都市圏から汚染を遠ざけることは大きな利点となる可能性があります。[192]

米国科学アカデミーの2009年の研究によると、「電気自動車と系統依存型（プラグイン）ハイブリッド車は、他の多くの技術と比較して、気候以外の損害がやや高いことが示された。」[193]プラグインハイブリッド車の効率は、電力伝送の全体的な効率にも影響されます。米国における送電・配電損失は、1995年には7.2% [194]、2007年には6.5%と推定されました。 [195]大気汚染排出量のライフサイクル分析によると、天然ガス車は現在、排出量が最も少ない車です[要出典]。

電気料金の段階的料金体系

プラグイン自動車の充電に伴う追加電力消費は、オフピーク料金制度のない地域の多くの世帯を高料金層へと押しやり、経済的なメリットを打ち消す可能性があります。[196]このような料金制度の利用者は、例えばタイマーを使ってオフピーク時間帯に充電を制限するなど、充電時間を慎重に管理することで、大幅な節約を実現できます。したがって、メリットを正確に比較するには、各世帯が現在の電力使用量の層と料金を、ガソリン代や電気自動車の実際の運用コストと比較検討する必要があります。

温室効果ガスの排出

PHEVの温室効果ガス排出への影響は複雑である。全電気モードで作動するプラグインハイブリッド車は、搭載電源から有害な排気管汚染物質を排出しない。空気清浄の恩恵は通常、地域的なもので、バッテリーの充電に使用される電源に応じて、大気汚染物質の排出が発電所の所在地に移行するためである。 [197]同様に、PHEVは搭載電源から温室効果ガスを排出しないが、 Well-to-Wheel評価の観点からは、恩恵の程度は発電に使用される燃料と技術にも左右される。完全なライフサイクル分析の観点から、PEVがWell-to-Wheel排出量をほぼゼロまたはゼロにするためには、バッテリーの充電に使用される電気は、再生可能エネルギー（風力、太陽エネルギー、水力など）や原子力などの排出ゼロ源から発電されなければならない。[197] [198]一方、PEVは石炭火力発電所から充電される場合、通常、内燃機関車よりもわずかに多くの温室効果ガスを排出する。[197]プラグインハイブリッド電気自動車の場合、内燃機関の補助を受けてハイブリッドモードで作動する場合、燃費が良いため、従来の自動車に比べて排気ガスと温室効果ガスの排出量が少なくなる。[198]

ライフサイクルエネルギーと排出量の評価

アルゴンヌ

2009年、アルゴンヌ国立研究所の研究者らは、 GREETモデルを改良し、プラグインハイブリッド電気自動車のエネルギー使用量と温室効果ガス（GHG）排出量について、複数のシナリオで完全なWell-to-Wheels （WTW）分析を実施しました。この分析では、搭載燃料の種類や、車両バッテリーを充電するための発電源の種類を考慮しました。分析対象地域には、エネルギー源の構成が大きく異なる大都市圏を含むカリフォルニア、ニューヨーク、イリノイの3つの米国地域が選ばれました。米国の発電構成と再生可能電力についても、それぞれ平均的な構成とクリーンな構成のケースを調査するためのフルサイクル分析結果が報告されました[199]。この2009年の研究では、さまざまな燃料生産技術とグリッド発電構成の間で、石油使用量とGHG排出量に大きなばらつきがあることが示されました。次の表は、主な結果をまとめたものです。[199]

PHEVのWell-to-Wheels
異なる搭載燃料を使用した10～40マイル（16～64km）の全電気走行距離における石油エネルギー使用量と温室効果ガス排出量。 （1） （化石燃料ガソリンを使用する内燃機関
車に対する割合として）
分析改質ガソリン
と超低硫黄ディーゼル
トウモロコシとスイッチグラスから作られたE85燃料		燃料電池
水素
石油エネルギー使用量の削減
40～60%
70～90%
90%以上
温室効果ガス排出量の削減（2）
30～60%
40～80%
10～100%
出典：アルゴンヌ国立研究所交通研究センター（2009年）。表1参照。[199]注：（1）
2015年モデルのPHEVを用いた2020年のシミュレーション。（2）バイオマス燃料原料のWTW分析には、直接的または間接的な土地利用の変化は含まれていない。[200] [201]

アルゴンヌ国立研究所の研究では、PHEVは通常のハイブリッド電気自動車と比較して石油由来のエネルギー使用量を削減できることがわかった。充電に使用される電力が石炭火力発電や石油火力発電に大きく依存している場合を除き、全電気走行距離が延びるにつれて、石油由来のエネルギー使用量と温室効果ガス排出量の削減効果はより大きくなった。予想通り、再生可能エネルギー由来の電力は、全電気走行距離の延長に伴い、すべてのPHEVにおいて石油由来のエネルギー使用量と温室効果ガス排出量を最も大きく削減した。また、この研究では、バイオマス由来の燃料（バイオマスE85およびバイオマス水素）を使用するプラグインハイブリッド車は、発電が化石燃料に依存している場合、通常のハイブリッド車に比べて温室効果ガス排出量の削減効果が得られない可能性があると結論付けている。[199]

オークリッジ

オークリッジ国立研究所の研究者による2008年の研究では、2020年と2030年のいくつかのシナリオの下で、プラグインハイブリッド車の石油使用量と温室効果ガス（GHG）排出量をハイブリッド電気自動車と比較して分析しました。[202]この研究では、13の米国地域で車両の充電中に使用される電源の組み合わせを検討しました。一般的には石炭、天然ガス、原子力エネルギーの組み合わせであり、再生可能エネルギーはそれより少ない割合です。[202] [203]アルゴンヌ国立研究所で実施された2010年の研究でも同様の結果が得られ、PHEVは石油消費量を削減しますが、プラグインハイブリッド車の充電に使用する電力を生成するために使用されるエネルギーミックスに応じて、地域ごとに大きく異なる温室効果ガス排出量を生み出す可能性があると結論付けています。[204] [205]

環境保護庁

2014年10月、米国環境保護庁（EPA）は、 2014年版の年次報告書「小型自動車技術、二酸化炭素排出量、燃費の動向」を発表しました。この報告書では初めて、代替燃料車の影響に関する分析が示されており、特にプラグイン電気自動車（PEV）に重点が置かれています。これは、市場シェアが1%に近づき、米国全体の新車燃費とCO2排出量に測定可能な影響を与え始めているためです。[206] [207]

EPAの報告書には、2014年モデルとして市販されている全電気乗用車12台とプラグインハイブリッド車10台の分析が含まれていた。排出量の正確な推定のため、分析では、ガソリンを使用せずに全電気モードで作動するシボレー ボルトなどのPHEVと、バッテリーに蓄えられたエネルギーとガソリンタンクからのエネルギーの両方を使用して車両を推進するが、ブレンドモードでもかなりの全電気走行を実現できるトヨタ プリウスPHVのようなブレンドモードで作動するPHEVの動作の違いが考慮された。さらに、プラグインハイブリッドの全電気走行距離はバッテリーパックのサイズに依存するため、分析では、平均的なドライバーが電気のみで（電気モードとブレンドモードで）走行するマイルの平均パーセンテージの予測としてユーティリティ係数を導入した。以下の表は、米国市場で販売されている2014年モデルプラグインハイブリッド車10台について、ガソリン換算1ガロンあたりの走行距離（mpg-e）で表したEV/ハイブリッド車全体の燃費と実用係数を示しています。本研究では、実用係数（純粋なEVモードでは排気ガスが排出されないため）と、EPA 5サイクルラベル方式に基づき、市街地および高速道路での実際の走行におけるこれらの車両からのCO2排出量に関するEPAの最良の推定値を 使用しました。この推定値は、市街地走行55%、高速道路走行45%の重み付けに基づいています。結果は以下の表のとおりです。[206]

さらに、EPAは、PHEVの充電に必要な電力の生産と配電に関連する上流のCO2排出量を計上した。米国における電力生産は地域によって大きく異なるため、EPAは3つのシナリオ/範囲を考慮した。範囲の下限はカリフォルニア州の発電所の排出係数、範囲の中間は全国平均の発電所の排出係数、範囲の上限はロッキー山脈の発電所の排出係数に対応する。EPAは、米国のさまざまな地域の電力GHG排出係数は、カリフォルニア州の346 g CO2 /kW-hrからロッキー山脈の986 g CO2 /kW -hrまで異なり、全国平均は648 g CO2 /kW-hrであると推定している。[206]次の表は、米国市場で入手可能な10台の2014年モデルPHEVのそれぞれの排気管からの排出量と、排気管と上流を合わせた排出量を示している。

2014年9月現在、米国市場で販売されている2014年モデルのプラグインハイブリッド車の排気ガスおよび上流CO2排出量（1）のEPA推定値の比較[206]
車両EPA評価EV/ハイブリッド
複合燃費（mpg-e）

ユーティリティ
係数（2）
（EV
マイルシェア）		排気管CO2 （
g/mi）		排気管 + 上流総CO2
低
（g/mi）		平均
（g/mi）		高
（g/mi）
BMW i3 REx (3)880.8340134207288
シボレー ボルト620.6681180249326
キャデラック ELR540.6591206286377
フォード C-Max エナジー510.45129219269326
フォード フュージョン エナジー510.45129219269326
ホンダ アコード プラグインハイブリッド570.33130196225257
トヨタ プリウス プラグインハイブリッド580.29133195221249
BMW i8370.37198303351404
ポルシェ パナメーラS Eハイブリッド310.39206328389457
マクラーレンP1170.43463617650687
平均的なガソリン車24.20367400400400
注：（1）高速道路走行45％、市街地走行55％に基づく。（2）ユーティリティ係数は、平均的なドライバーが電気のみで走行する距離（電気のみと電気を併用した走行モード）の割合を平均的に表す。（3）EPAはi3 RExをシリーズ式プラグインハイブリッドに分類している[206] [208]

全米経済研究所

ほとんどの排出量分析では、一日の異なる時間帯の限界発電量ではなく、地域全体の平均排出率を使用している。前者のアプローチでは、相互接続された電力市場内の発電ミックスと一日を通して変化する負荷プロファイルが考慮されていない。[209] [210] 2014年11月に発表された全米経済研究所（NBER）所属の3人の経済学者による分析では、米国内の場所と時間帯によって異なる電力需要の限界排出量を推定する方法が開発された。この研究では、2007年から2009年の排出量と消費量データを使用し、シボレー ボルト（オール電気走行距離35マイル（56 km））の仕様を使用した。分析により、限界排出率は米国西部と比較して中西部北部では3倍以上であり、地域内でも一日のある時間帯の排出率が他の時間帯の2倍以上であることがわかった。[210]限界分析の結果をプラグイン電気自動車に適用したNBERの研究者らは、PEVの充電による排出量が地域や時間帯によって異なることを発見した。米国西部やテキサス州など一部の地域では、PEVの走行による1マイルあたりのCO2排出量は、ハイブリッド車の走行による排出量よりも少ない。一方、中西部北部などの地域では、深夜から午前4時までの推奨時間帯に充電すると、PEVは現在走行している平均的な自動車よりも1マイルあたりの排出量が多くなる。この結果は、電力負荷管理と環境目標の間に根本的な矛盾があることを示している。なぜなら、電力生産コストが最も低い時間帯は、排出量が最も多い傾向があるからである。これは、排出量が多い石炭火力発電所がベースレベルおよびオフピークの電力需要を満たすために最も一般的に使用されているのに対し、排出量が比較的低い天然ガス発電所がピーク需要を満たすために稼働することが多いためである。この燃料シフトのパターンは、排出量が夜間に高く、朝晩のピーク需要時に低くなる傾向がある理由を説明している。[210]

生産と販売

生産モデル

シボレー・ボルトは2018年9月まで世界で最も売れているプラ​​グインハイブリッド車だった。[6]

2008年以降、プラグインハイブリッド車は専門メーカーだけでなく、内燃機関車の大手メーカーからも市販されています。 2008年12月に中国で発売されたF3DMは、世界で初めて量産されたプラグインハイブリッド車でした。[55] [56] [57] 2010年12月に米国で発売されたシボレー・ボルトは、大手自動車メーカーによる初の量産プラグインハイブリッド車でした。[ 10 ]

販売と主要市場

2017年末時点で、世界の道路には120万台のプラグインハイブリッド車が走っていた。[211] 2018年には、プラグインハイブリッド車の在庫は180万台に増加し、全世界のプラグイン電気乗用車は約510万台だった。[212] [211] 2017年12月現在、米国は360,510台の在庫で世界最大のプラグインハイブリッド車市場となっており、これに中国が276,580台、日本が100,860台、オランダが98,220台、英国が88,660台と続いている。[211]

プラグインハイブリッド車の世界販売台数は、2010年の300台超から2011年には9,000台近くにまで増加し、2012年には60,000台を超え、2015年には222,000台近くに達した。[90] 2015年12月時点で、米国は193,770台の在庫を抱える世界最大のプラグインハイブリッド車市場であった。[90] 2016年には約279,000台の軽量プラグインハイブリッド車が販売され、[213] 2016年末の時点で、世界のプラグインハイブリッド電気自動車の在庫は高速道路で走行可能なものが約80万台に達した。 [214] [215] 2017年には合計398,210台のプラグインハイブリッド車が販売され、中国が111,000台でトッ​​プの販売国となり、2017年末までに世界のプラグインハイブリッド車の在庫は100万台の節目を突破した。[211]

2011年から2024年までのBEVとPHEVの世界販売比率の推移[212] [216] [217] [218] [219]

プラグイン電気自動車（EV）の世界販売は、ここ数年、電気自動車（BEV）とプラグインハイブリッド車（PHEV）への移行が進んでいます。電気自動車（BEV）とプラグインハイブリッド車（PHEV）の世界販売比率は、2012年の56:44から、2015年には60:40、2017年には66:34、そして2018年には69:31へと上昇しました。[212] [216] 2023年にはこの比率は70:30となり、プラグインハイブリッド車は2022年の73:27からさらに増加し​​ます。[220]

世界のプラグインハイブリッドシェアにおける中国の貢献は、2017～2018年には30％から50％の範囲で推移し、2020年には25％に低下した。2021年には、世界のプラグインハイブリッドにおける中国のシェアは32％であったが、2022年には55％、2023年には69％に上昇した。2024年1月から8月にかけて、シェアは77％に上昇し、そのうち第3四半期には82％に達した。[221]一方、欧州のプラグインハイブリッドシェアは、2018年の28％から2020年には65％に上昇し、その後2024年には15％に低下した。[18]

プラグインハイブリッド車の世界販売台数における国と地域別貢献度[18]
地域201920202021202220232024年（第1四半期～第3四半期）
中国41.9%24.6%32.3%55.5%68.9%76.6%
ヨーロッパ ドイツ9.2%25.6%18.0%13.2%4.4%3.2%
英国5.9%6.9%7.1%3.8%3.5%2.8%
フランス3.9%9.0%8.0%4.7%4.1%2.4%
 スウェーデン5.5%7.1%4.3%2.5%1.5%1.1%
イタリア1.2%2.6%5.2%3.4%1.7%1.0%
ノルウェー3.9%3.3%2.1%0.6%0.3%0.1%
その他のヨーロッパ7.3%10.7%11.5%6.9%6.4%4.8%
ヨーロッパ合計36.9%65.5%56.1%35.1%21.9%15.4%
北米 アメリカ合衆国16.9%7.5%9.2%6.9%7.0%5.8%
その他の北米0.6%0.1%0.0%0.0%0.0%0.0%
北米合計17.6%7.6%9.2%6.9%7.1%5.8%
アジア（中国を除く） 日本3.0%1.3%1.3%1.4%1.3%1.3%
韓国0.6%1.0%1.0%0.4%0.2%0.1%
その他のアジア0.0%0.1%0.1%0.6%0.4%0.2%
アジア合計3.6%2.4%2.3%2.4%1.9%1.6%
南半球0.1%0.0%0.1%0.0%0.2%0.4%

メーカー別

2014年から2019年にかけて、プラグインハイブリッド車の世界市場シェアは、主にBYD Autoがリードしていました。その後、同社のプラグインハイブリッド車の世界市場シェアは、2020年の6.0%から2024年には39.1%に増加する見込みです。吉利控股集団は、2025年には9.2%のシェアを獲得し、世界第2位のプラグインハイブリッド車メーカーとなりました。

中国におけるプラグインハイブリッド車市場の急速な成長により、中国以外のメーカーは世界のプラグインハイブリッド市場シェアの低下を経験した。フォルクスワーゲングループの世界のプラグインハイブリッドシェアは、2020年に16.4%でピークに達した後、着実に低下し、2024年には4.2%となった。BMWのシェアも同様のパターンをたどり、2021年の9.8%から2024年には2.2%に低下した。ステランティスは2021年に8.1%の最高シェアに達したが、2024年には4.3%に低下した。トヨタのプラグインハイブリッドのシェアは、2019年の9.9%から2024年には2.4%に減少した。ヒュンダイのシェアは、2019年の6.4%から2024年には1.7%に低下した。[18]

プラグインハイブリッド車の世界市場シェア別メーカー一覧[18] [222]
メーカー2019202020212022202320242025年（第1四半期～第3四半期）
BYDオート14.6%6.0%15.5%35.5%36.2%39.1%33.5%
吉利ホールディングス11.6%11.3%9.3%7.6%7.3%7.4%9.2%
奇瑞ホールディング0.1%0.1%0.1%1.4%2.7%4.2%7.0%
リーオート0.2%3.8%5.1%5.0%9.4%7.9%5.7%
長安汽車0.0%0.0%1.6%5.3%5.0%5.5%5.8%
フォルクスワーゲングループ4.5%16.4%14.7%7.0%5.6%3.9%5.2%
セレスオート2.4%6.1%4.8%
グレートウォールモーター0.1%0.1%1.0%3.9%3.9%4.0%4.7%
BMW11.9%12.4%9.8%6.2%3.8%2.2%2.6%
東風汽車グループ0.4%0.2%0.9%3.9%1.2%1.8%2.6%
メルセデス・ベンツグループ5.2%13.6%8.5%4.8%3.0%2.2%2.5%
ステランティス1.1%6.2%8.1%7.4%6.3%3.1%2.3%
トヨタ9.9%4.2%5.4%2.4%2.3%1.8%2.2%
上海汽車11.6%6.3%5.0%3.5%2.2%2.5%2.1%
リープモーター0.9%0.9%0.9%0.9%1.2%1.1%1.5%
現代自動車グループ6.4%6.4%5.7%4.4%2.7%1.4%1.3%
BAICグループ0.2%0.5%0.9%0.0%0.1%0.8%
GACグループ0.6%0.0%0.1%0.3%0.8%0.8%0.7%
ゼネラルモーターズ1.4%0.0%0.0%0.0%0.0%0.5%0.7%

政府の支援と公共の展開

補助金と経済的インセンティブ

いくつかの国では、プラグインハイブリッド電気自動車を含む新しいプラグイン電気自動車（PEV）の購入に対して補助金や税額控除を設けており、通常、経済的インセンティブはバッテリー容量によって異なります。米国は連邦所得税控除として最大7,500米ドルを提供し、[223]いくつかの州では追加のインセンティブを設けています。[224]英国は、最大5,000ポンド（7,600米ドル）のプラグインカー補助金を提供しています。 [225] [226] 2011年4月現在、欧州連合（EU）加盟27カ国のうち15カ国が電気充電式自動車に対して税制優遇措置を提供しており、これにはすべての西欧諸国に加え、チェコ共和国とルーマニアが含まれます。また、17カ国が乗用車に二酸化炭素関連税を課し、ディスインセンティブとして課税しています。これらのインセンティブには、減税や免税、そして電気自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド自動車、一部の代替燃料自動車の購入者に対するボーナス支払いが含まれます。[227] [228]

その他の政府支援

アメリカ合衆国
ブッシュ大統領とA123Systemsの CEOがホワイトハウス南庭で、Hymotion技術でプラグインハイブリッドに改造されたトヨタ・プリウスを視察している。

PHEV開発へのインセンティブは、2007年エネルギー独立安全保障法に盛り込まれている。[229] 2008年10月3日に成立した2008年エネルギー改善・拡張法は、PHEV購入に対する税額控除を規定している。バラク・オバマ大統領は、「アメリカのための新エネルギー」政策において、2015年までに100万台のプラグインハイブリッド車の導入を目標としており[230]、2009年3月19日には、電気自動車開発に24億ドルを投入するプログラムを発表した。[231]

2009年のアメリカ復興・再投資法[232]は、プラグイン電気駆動変換キットと二輪車・三輪車向けの新しい税額控除を含む税額控除を修正しました。[233]この法律に含まれるPHEV向けの最終的な総額は60億ドルを超えます。[234]

2009年3月、米国エネルギー省は、アメリカ復興・再投資法の一環として、先進電池および関連駆動部品の製造のための競争入札による費用分担契約に最大20億ドルの連邦資金を提供する2件の競争入札を実施すると発表しました。また、交通機関の電動化実証・展開プロジェクトに最大4億ドルを投入すると発表しました。この発表は、バラク・オバマ大統領が2015年までにプラグインハイブリッド車100万台を普及させるという目標達成にも貢献するでしょう。[235]

ミシガン州ハムトラムックにあるゼネラルモーターズ自動車工場を視察した際、シボレー・ボルトを運転するバラク・オバマ大統領

パブリック展開には以下も含まれます:

欧州連合

交通機関の電化（エレクトロモビリティ）は、欧州連合（EU）研究プログラムにおける優先事項の一つです。また、2008年11月に発表された欧州経済回復計画においても、グリーンカー・イニシアチブの一環として重要な位置を占めています。TREN総局（DG TREN）は、グリーンカー・イニシアチブの一環として、総額約5,000万ユーロの予算で、電気自動車および関連インフラに関する大規模な欧州「エレクトロモビリティ」プロジェクトを支援します。[243]

支援団体

プラグインハイブリッド車を支援する団体としては、世界自然保護基金[244] 、全米野生生物連盟[245]、CalCars [246]などがある。

その他の支援団体としては、Plug In America、Alliance for Climate Protection、Friends of the Earth、Rainforest Action Network、Rocky Mountain Institute（Project Get Ready）、[247]サンフランシスコ・ベイエリア評議会、[239]アポロ・アライアンス、Set America Free Coalition、Silicon Valley Leadership Group、Plug-in Hybrid Electric Sc​​hool Bus Projectなどがある。[248]

FPLとデューク・エナジーは、2020年までにすべての新規車両購入をプラグインハイブリッド車または電気自動車にすると発表しました。[249]

参照

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ウィキメディア コモンズには、プラグイン電気ハイブリッド自動車に関連するメディアがあります。
Wikiquoteにプラグインハイブリッドに関する引用文があります。
  • Plug In America – 非営利の擁護団体。
  • eガロン計算機：電気自動車の走行コストを比較します。米国エネルギー省。
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