電動ターボチャージャーと電動スーパーチャージャーとは？メリット・デメリットと違いや効果から採用車種まで

電動ターボチャージャーのメリット・デメリット

電動ターボチャージャーのメリット

最大のメリットは高効率

すでに述べた通り、モーターと排気ガスを回転数に応じて利用することで、全回転域で効率よく過給することが可能な点が、電動ターボの大きな特徴です。

設計の自由度が高い2ステージ型

2ステージ型の場合、回転域に応じて過給機を使い分けるため、回転域に合わせてそれぞれの過給機の設計を最適化できる点がメリットとして挙げられます。
また電動ターボ本体が排気ガスで駆動されないため、排気側のレイアウトに左右されす設計の自由度が比較的高い点もメリットとして挙げられます。

コンパクトかつエネルギー回生が可能なハイブリッド型

ハイブリッド型特有のメリットとしては、ターボとモーターが一体となった構造のため、2ステージ型よりコンパクトである点がメリットとして挙げられます。
そして何より、減速時などで排気ガスのエネルギーが余った場合、タービンを回転させてモーターで発電を行うことで、排気ガスのエネルギー回生することが可能です。
このエネルギー回生により2ステージ型よりも高い効率を実現できます。

電動ターボチャージャーのデメリット

重量とコストの増加

電動ターボを採用するためには、モーターや制御回路、バッテリーなどを搭載する必要があり、その分だけ重量とコストが増加します。
特に2ステージ型の場合、2種類の過給機を1つのエンジンに搭載することと、高回転域では電動ターボを使用しないことから吸気をバイパスする必要があり、その為の配管とバルブが必要な分、ハイブリッド型より重量・コスト増加は顕著になります。

消費電力の増大

電動ターボではモーターの回転に電力が必要なため、電動ターボを使うことで消費電力が増大します。
これはエネルギー回生を行わない2ステージ型で特に顕著となります。
そのため、電動ターボの導入には高い消費電力に対応した電装系の導入が必要となり、従来の電装系をそのまま流用することが難しくなります。

実際、電動ターボを導入したアウディSQ7も、最近導入が進み始めた「48Vシステム」という電装系を採用したことで電動ターボの導入が可能となりました。

システム設計が困難なハイブリッド型

ハイブリッド型の場合、電動ターボ本体が高温の排気ガスに触れるため、システムが熱で破損しないように設計する必要があります。
この熱設計はとても難易度が高いことから、ハイブリッド型は2ステージ型と比較して市販車への導入が進んでいないのが現状です。

電動ターボチャージャーの搭載車種と最高馬力は？

アウディSQ7 TDI

SQ7はアウディが展開するSUV「Q7」の高性能グレードで、2016年4月にドイツにて発売が開始されました。
SQ7には市販車として世界で初めて電動ターボが採用され、ターボ2基とヴァレオ製の電動ターボ1基で過給する2ステージ型ターボが採用されました。

この電動ターボと4.0リッターV8ディーゼルエンジンを組み合わせることで、最高馬力はなんと435PSと、市販向けディーゼルエンジンの中では最強の馬力を発揮します。
最大トルクも900Nmと桁違いで、あのアヴェンタドールすら上回るスーパーカー並みのトルクです。

現在のところ日本への導入は予定されていませんが、是非とも日本にも導入して欲しいモデルですね。

メルセデスベンツ　Sクラス

2017年にマイナーチェンジを実施したメルセデスベンツSクラスには、電動ターボを搭載したモデルが新たにラインナップに追加されます。

電動ターボが搭載されるのは3.0リッター直6のM256型エンジンを搭載したモデル「S450」です。S450もSQ7と同じく2ステージ型を採用しており、ボルグワーナー製のターボと電動ターボを搭載しています。
6気筒エンジンでありながら従来のV8エンジンと同等の性能を発揮しており、最高馬力は408PSとなっています。

電動ターボチャージャーは注目のテクノロジー

電動ターボはまだ日の浅い技術のため解決すべき課題は多いですが、技術開発が進むことで今後さらに多くの車種に導入されるでしょう。
ターボラグを解消して強力なパワーアップが期待される点も魅力ですし、排気エネルギーを回収してエンジンの効率を改善できる点も注目すべき点です。

今後さらに環境規制が厳しくなる中で、新たな環境対策として注目すべきテクノロジーの1つですね。