Autosportfoto

Ďalší významný krok vo vývoji hybridnej technológie

Toyota sa výskumu a vývoju ekologicky šetrných spôsobov dopravy venuje už vyše 40 rokov a na ceste k maximálne ekologickému vozidlu dosiahla do súčasnosti nemálo úspechov. Jedným z prvých bol pojazdný model S800 GT, ktorého hybridný pohon sa spájal s plynovou turbínou. Odvtedy sa Toyota zaoberala riešením možností rôznych druhov hybridných sústav v rámci niekoľkých programov výskumu a vývoja. Napokon sa rozhodla zamerať svoje úsilie na sériovú výrobu hybridných vozidiel dostupných širokej verejnosti.

Vari najznámejším modelom je Prius, ktorý prvýkrát predstavili v Japonsku v roku 1997 a neskôr ( v roku 2000) aj v Európe. Celosvetovo sa stal prvým sériovo vyrábaným vozidlom s plne hybridným systémom pohonu. Jedinečná hnacia jednotka Hybrid Synergy Drive® (HSD) sa stala významným medzníkom na poli pohonných jednotiek, aj trvalo udržateľnej mobility. Samotný názov, ktorý v latinčine znamená „ísť vpred", symbolicky označuje vozidlo, ktoré sa na trhu objavilo ešte skôr, než sa z ekologického zmýšľania stala hlavná celospoločenská téma.

Dnes pozorujeme významný nárast záujmu o ekologicky šetrné vozidlá a väčšina výrobcov už vyvíja vlastné technológie hybridného pohonu. Kým však iní výrobcovia s vývojom hybridných technológií iba začínajú, Toyota predstavila už tretiu generáciu mnohokrát oceneného modelu Prius.

Do budúcnosti pripravuje až 10 nových hybridných modelov a prvou lastovičkou celosvetovej ofenzívy je uvedenie modelu Auris HSD. Do budúcnosti je cieľom predávať celosvetovo jeden milión hybridných vozidiel ročne. V tejto súvislosti načim načrieť do histórie. Keď sa v roku 1997 začal predávať Prius, predali 320 kusov. V roku 2010 to bolo 510 000 kusov.

Globálne predala Toyota vyše 2,3 mil. vozidiel s hybridným pohonom (to znamená podiel 80 % na svetovom trhu s hybridnými vozidlami), ktoré dosiaľ prispeli k zníženiu emisií CO2 z automobilovej dopravy približne o 12 mil. ton. Jednoznačne zaistili automobilke Toyota nepopierateľné prvenstvo na ceste k trvalo udržateľnej mobilite.

Napriek presvedčeniu, že pohon Hybrid Synergy Drive® je základná technologická platforma budúcnosti, Toyota sa domnieva, že v rámci snahy o ekologicky šetrnú mobilitu je nutné ísť niekoľkými cestami súčasne. Pohon Hybrid Synergy Drive® bol špeciálne navrhnutý ako modulárny a prispôsobiteľný pre rôzne zdroje energie tak, aby ho bolo možné ľahko použiť vo vozidlách s technológiou Plug-in (PHV), vo vozidlách s čisto elektrickým pohonom (EV), rovnako ako vo vozidlách s vodíkovými palivovými článkami (FCHV).

Technológia hybridného pohonu typu Plug-in znamená väčší dojazd elektromobilov. Očakáva sa, že do roku 2015 bude v mestských aglomeráciách žiť až 70 % obyvateľov Európy a preto bude narastať dopyt po ekologicky šetrných vozidlách, určených na krátke vzdialenosti. Aj preto sa výrobcovia automobilov dnes zameriavajú na elektrický pohon.
Elektrina má ako alternatíva k rope vysoký potenciál, možno ju nielen ľahko distribuovať, ale aj vyrábať z obnoviteľných zdrojov, ako je slnko, energia vetra, príliv alebo voda, pričom v mieste samotnej spotreby nevznikajú žiadne emisie.

V týchto súvislostiach sú ekologické prínosy elektromobilov pre jazdu po meste už overené a je zaistená ich budúcnosť z pohľadu trvalo udržateľnej mobility. Budúci vývoj týchto vozidiel je však momentálne hendikepovaný hmotnosťou, rozmermi a cenou veľkokapacitných akumulátorov, ktoré by zaistili dostatočný jazdný dosah. Zatiaľ neexistuje ani vhodná verejná infraštruktúra na dobíjanie elektromobilov.

Pri vývoji technológie PHV sa Toyota zamerala na obe tieto otázky. Prius Plug-in Hybrid je vozidlo s plne hybridným systémom pohonu (tzv. full hybrid),ktorý umožňuje poháňať kolesá elektromotorom aj zážihovým motorom. Pri presunoch po meste sa zapája čisto elektrický režim EV, kým vďaka zážihovému motoru hybridného systému môže toto vozidlo vykazovať i značný jazdný dosah.

Prius Plug-in Hybrid dokáže pôsobivo a úplne hladko zrýchľovať pri zachovaní pozoruhodne nízkej hladiny hluku v interiéri, so spotrebou paliva na vrchole triedy a najnižšími možnými emisiami. Technológia Plug-in Hybrid znamená výrazné vylepšenie možností sústavy Hybrid Synergy Drive - jazdný dosah v režime elektromobilu s nulovými emisiami CO2, NOX a pevných častíc sa zvýšil na 20 km.

Vďaka väčšiemu dojazdu v režime elektromobilu dosahuje Prius Plug-in Hybrid pozoruhodne nízku spotrebu paliva len 2,6 l/100 km a hladinu emisií CO2 iba 59 g (v európskom kombinovanom cykle) - čo znamená zníženie o 30 % oproti pôvodnému Priusu.

Pohonná sústava Hybrid Synergy Drive® dosahuje celkový výkon 136 k a zaisťuje vozidlu výkonové parametre porovnateľné s ktorýmkoľvek bežným hatchbackom so vznetovým alebo zážihovým motorom s objemom dva litre. Prius Plug-in Hybrid hladko zrýchľuje z 0 na 100 km/h za 11,4 s a dosahuje najvyššiu rýchlosť 180 km/h.
Pokiaľ sa používa v režime elektromobilu, produkuje na vzdialenosť až 20 km pri rýchlosti do 100 km/h nulové emisie CO2 a NOX, v závislosti od stavu dobitia akumulátora a jazdných podmienok.

Prius Plug-in Hybrid používa plne hybridný systém pohonu ako klasický Prius, avšak s výkonnejším akumulátorom, ktorý možno dobíjať z vonkajšieho zdroja energie. Jeho systém pohonu pozostáva zo zážihového motora 1,8 l VVT-i, výkonného elektromotora, generátora energie, vysoko výkonného Li-Ion akumulátora a jednotky riadenia energie. Tzv. delič výkonu využíva planétové súkolesie na spájanie a prerozdeľovanie výkonu medzi spaľovacím motorom, elektromotorom a generátorom energie v závislosti od aktuálnych prevádzkových podmienok. Na hladké fungovanie bezstupňovej prevodovky E-CVT plne hybridného systému pohonu dohliada technológia elektronického radenia bez mechanickej väzby.

Elektromotor napájaný z lítiovo-iónového akumulátora pracuje paralelne so zážihovým motorom, ktorému pri bežnej jazde vypomáha pri akcelerácii. Rozdelenie výkonu medzi spaľovacím motorom a elektromotorom sa stále upravuje, v snahe dosiahnuť optimálnu účinnosť a čo najnižšiu spotrebu paliva.

Samotný elektromotor potom môže poháňať kolesá Priusu PHV v režime čistého elektromobilu (EV). Po vyčerpaní energie z akumulátora sa Prius Plug-in Hybrid automaticky prepne do režimu plne hybridného pohonu, kým sa opäť nedobije z vonkajšieho zdroja napájania. Odpadajú tak starosti s krátkym dojazdom tradičných elektromobilov.
Elektromotor funguje aj ako vysoko výkonný generátor energie, ktorý sa zapája pri spomaľovaní v režime rekuperačného brzdenia. Kinetická energia, ktorá by sa inak stratila vo forme tepla, sa získava späť v podobe elektriny, ukladanej do lítiovo-iónového akumulátora s vysokou kapacitou.

Prius Plug-in Hybrid je prvou Toyotou s hybridným pohonom, v ktorej sa objavili lítiovo-iónové akumulátory, a to z dvoch zásadných dôvodov: po prvé, vďaka vynikajúcej objemovej hustote energie sú tieto akumulátory menšie než porovnateľné jednotky NiMH, a tak možno výrazne zväčšiť jazdný dosah v režime EV bez zbytočného nárastu hmotnosti alebo zabraného priestoru. Po druhé, modernejšie akumulátory možno dobíjať omnoho rýchlejšie, než porovnateľné akumulátory NiMH.

Dve tretiny modulu s akumulátormi je nutné dobiť z vonkajšieho zdroja elektriny pomocou kábla. Zvyšná tretina je priamo súčasťou plne hybridného pohonu PHV a dobíja sa priebežne počas bežnej prevádzky. Kompletný modul s akumulátormi vo vozidle možno plne dobiť zo štandardnej domovej zásuvky 230 V už za 1,5 hodiny.

Prius Plug-in Hybrid razí cestu pre najrôznejšie spôsoby využitia pohonu Hybrid Synergy Drive®. Predstavuje iba jedno z možných uplatnení tejto technológie, ktorá je základným riešením (presadzovaným automobilkou Toyota) na ceste k trvalo udržateľnej mobilite.

Cieľom nie je, aby jedno riešenie nahradilo druhé. Hybridný pohon v štandardnej verzii aj vo variante Plug-in bude podľa Toyoty na trhu v dohľadnej budúcnosti existovať spoločne.

Základným predpokladom ďalšieho rozvoja elektromobilov (EV), ako aj hybridných vozidiel poháňaných palivovými článkami (FCHV), je pokrok v technológii akumulátorov a budovaní infraštruktúry na dobíjanie a dopĺňanie paliva.
Zárukou trvalo udržateľnej mobility v krátko- i strednodobom horizonte je technológia elektromobilov. Potenciál na definitívnu zmenu automobilového priemyslu má technológia vodíkových palivových článkov.

Fotogaléria Toyota Auris

Fotogaléria Toyota Prius