Optimizarea întregului grup hibrid și a bateriei noi cu litiu

Grupul de propulsie Full Hybrid al Prius + combină un motor pe benzină VVT-i de 1,8 litri, un motor electric puternic, un generator, o baterie de înaltă performanță litiu-ion, electronică de putere și un distribuitor de putere.

optimizarea

Sistemul HSD valorifică puterea motoarelor termice și electrice, indiferent dacă acestea funcționează în tandem sau independent unul de celălalt, pentru a-și optimiza eficiența și pentru a optimiza performanța rutieră și consumul de combustibil.

la decelerare și frânare, motorul electric se comportă ca un generator de mare putere: recuperează energia cinetică - normal disipată sub formă de căldură - și o stochează sub formă electrică în bateria hibridă de înaltă performanță.

Transmisia variabilă continuă controlată electronic (E-CVT) este controlată fără o legătură mecanică, utilizând un selector de viteze electronic.

La fel ca Prius III, Prius + are trei moduri de conducere „la cerere” care extind gama de posibilități a acestei propulsii - inclusiv un mod EV exclusiv pentru motoarele Full Hybrid, care permite funcționarea ultra-silențioasă folosind doar un motor electric, care adică fără a consuma o picătură de combustibil sau a emite CO2, NOx sau PM.

Baterie litiu-ion compactă și puternică

Prius + deschide un nou drum prin înlocuirea bateriei hidrură de nichel-metal (Ni-MH) cu o baterie litiu-ion (Li-ion) - fără precedent într-un Toyota Full Hybrid care nu se reîncarcă. Amplasat în interiorul consolei centrale, între scaunele din față, este semnificativ mai ușor și mai compact în comparație cu cel al Prius.

Nou conceput, are doar 56 de elemente împărțite în două stive verticale, ceea ce reduce considerabil dimensiunea și greutatea: 34 kg, sau cu 8 kg mai puțin decât cea a Prius.

În ciuda acestor reduceri de dimensiune și greutate, tensiunea nominală rămâne neschimbată la 202 V și puterea este identică (37 CP).

Motor cu ciclu Atkinson de 1,8 litri și unitate de recuperare a căldurii mai avansată

Motorul pe benzină cu ciclu Atkinson, ușor, ultracompact, cu 1.798 cmc, dezvoltă o putere maximă de 99 CP la 5.200 rpm și un cuplu maxim de 142 Nm la 4.000 rpm.

Combinată cu sistemul de recirculare a gazelor de eșapament răcite (EGR), adoptarea ciclului Atkinson permite o reducere semnificativă a consumului și a emisiilor.

La motoarele care funcționează pe ciclul Atkinson, supapele de admisie rămân deschise mult mai mult pentru a întârzia faza de compresie. Raportul de expansiune este apoi mai mare decât raportul de compresie, rezultând pierderi mai mici de energie la admisie și evacuare și o conversie mai bună a energiei de ardere în energie mecanică utilă. Prin urmare, temperatura de evacuare a acestui tip de motor este mai mică decât cea a motoarelor convenționale. În ceea ce privește sistemul de recirculare, acesta reintroduce gazele de eșapament răcite în sistemul de admisie, ceea ce scade și mai mult temperatura de funcționare a motorului termic.

Prin acțiunea lor comună, aceste tehnologii limitează cazurile care necesită răcire prin „îmbogățirea benzinei” pentru a proteja convertorul catalitic de daunele cauzate de supraîncălzirea. Prin urmare, acestea reduc consumul și emisiile.

Pentru a îmbunătăți confortul habitaclului și consumul de combustibil pe vreme rece, căldura de la motorul termic este recuperată din evacuare printr-un dispozitiv de recirculare reproiectat, asociat cu o pompă electrică de apă. Un sistem electric înlocuiește cureaua de transmisie obișnuită a acestei pompe, pentru a reduce pierderile mecanice. Fluxul de lichid de răcire este astfel controlat mai precis, ceea ce favorizează și economia de combustibil.

Prin intermediul unei supape integrate în evacuare, acest sistem redirecționează gazele pentru a încălzi lichidul de răcire a motorului la pornire.

Comparativ cu sistemul omolog al Prius III, acesta cântărește cu 33% mai puțin și câștigă cu 27% eficiență. Mai precis, întrucât este acum posibil să transferați mai multă căldură de la evacuare la agentul de răcire prezent în schimbătorul de căldură, creșterea temperaturii motorului termic este semnificativ mai rapidă, în special pe vreme rece. Acest lucru face posibilă încălzirea habitaclului mai rapid, îmbunătățind în același timp eficiența unității hibride și frugalitatea acesteia.

Transmisie hibridă E-CVT

Prin reunirea motorului electric, a generatorului, a distribuitorului de putere și a mecanismului de reducere cu două trepte sub o carcasă de transmisie ușoară și extrem de compactă (comparabilă ca dimensiune cu cea a unei cutii de viteze convenționale), cutia de viteze este o parte fundamentală a sistemului Hybrid Synergy Drive ® .

Are un angrenaj multifuncțional care încorporează patru tipuri de pinioane - inclusiv un mecanism de reducere cu două trepte - de unde ușurința și compactitatea sa.

Pentru a compensa creșterea în greutate a Prius + comparativ cu Prius III, raportul osiei este mai scurt, trecând de la 3.498 la 3.704 pentru a menține o accelerație comparabilă.

Motor electric/generator de 82 CP

Motorul electric de înaltă performanță de 82 CP, cu motor permanent/generator sincron funcționează în tandem cu motorul cu ardere pentru a spori accelerația și acționează roțile motoare singure atunci când Prius + funcționează în toate modurile electrice EV.

Pentru a menține economia de combustibil în ciuda creșterii în greutate în comparație cu Prius III, sistemul de răcire al motorului electric nu mai este aer, ci apă.

Acest motor electric asigură o putere instantanee de la viteza zero și un cuplu maxim de 207 Nm. Tensiunea maximă de alimentare de 650 V DC a făcut posibilă scăderea curentului de funcționare și, prin urmare, a încălzirii, în beneficiul eficienței sistemului HSD.

electronice de putere

De aceeași dimensiune ca o baterie de 12 volți, electronica de putere a Hybrid Synergy Drive ® constă dintr-un rapel, un invertor și un convertor DC/DC.

Gestionat de un computer cu motor electric în sine controlat de computerul sistemului hibrid, electronica de putere crește tensiunea de curent continuu a bateriei hibride și o transformă în curent alternativ pentru a alimenta motorul electric.

La vehiculele non-hibride, alternatorul reîncarcă bateria auxiliară. Dar, din moment ce acesta din urmă nu poate funcționa în timpul fazelor de întrerupere a motorului termic, este necesar, prin urmare, să echipăm vehiculele complet hibride (Full Hybrid) cu un sistem de înlocuire. Acesta este motivul pentru care unitatea Hybrid Synergy Drive ® include un convertor DC/DC care reduce tensiunea ridicată de 202 V de la baterie la 14 V, pentru a alimenta accesoriile și a reîncărca bateria auxiliară.

Spectacole

Grupul propulsor Prius + Hybrid Synergy Drive ® adaugă la cei 99 CP ai motorului pe benzină de 1,8 litri cei 82 CP ai motorului electric, pentru a atinge o putere maximă de 136 CP. Mașina accelerează treptat de la 0 la 100 km/h în 11,3 secunde și se mândrește cu o viteză maximă de 165 km/h (pe pistă).

Performanța sa ecologică beneficiază de o aerodinamică exemplară și de o greutate foarte rezonabilă, care i-a adus un consum de 4,1 l/100 km [1] și o rată de CO2 de 96 g/km 1, cifre fără egal în segment.

Cum funcționează Hybrid Synergy Drive ®

Indiferent de călătorie, sistemul Toyota Hybrid Synergy Drive ® funcționează în diferite moduri pentru a optimiza consumul de combustibil al Prius +:

când este staționar, motorul termic se oprește automat pentru a economisi combustibil. În faze cu eficiență redusă a motorului - de exemplu la pornire și de la viteză mică la medie - mașina se transformă automat în modul EV (numai pe motorul electric) - evitând astfel emisiile de CO2 și NOx.

În condiții normale de conducere, distribuția puterii între motoarele cu ardere și motoarele electrice este reglată constant pentru a optimiza raportul performanță/consum de combustibil.

Prin frânarea controlată electronic de către BCE, motorul electric se comportă ca un generator de mare putere în timpul decelerării și frânării - faze în care recuperează energia cinetică (de obicei disipată sub formă de căldură) și o stochează sub formă electrică în bateria hibridă de înaltă performanță. Acest dispozitiv de recuperare optimizează gestionarea energiei sistemului Hybrid Synergy Drive ® .

Nivelul de putere al bateriei este gestionat în mod constant de către generator (acționat de motorul termic) pentru a elimina orice nevoie de reîncărcare de la o sursă externă.

Trei moduri de conducere la cerere: o experiență unică de condus ecologic

În plus față de modul de acționare NORMAL al transmisiei sale variabile continuu controlate electronic (E-CVT), noul Prius + oferă trei moduri de acționare la cerere: EV, ECO și POWER, care promovează performanța și economia de combustibil.

Aceste moduri includ, de asemenea, asistență ecologică foarte cuprinzătoare pentru cei care doresc să adopte o conducere ecologică și mai responsabilă.

De la pornire și dacă este activat modul NORMAL, mașina funcționează automat în modul EV - adică doar cu motorul electric - pentru a oferi putere instantanee și o deplasare extraordinar de lină și liniștită, practic fără zgomot și vibrații. Imposibil fără tehnologia Full Hybrid, acest mod de conducere, prin urmare, nu există pe vehiculele semi-hibride (hibrid ușor).

În modul NORMAL, mașina poate funcționa doar cu puterea motorului electric până la 70 km/h, viteză de la care motorul termic intră în joc atunci când este necesară puterea acestuia.

Dar șoferul poate selecta și manual modul EV. Desigur, motorul termic va porni în continuare dacă sistemul consideră că este necesară puterea sa, dar acest mod la cerere tolerează o accelerație mult mai bruscă fără a apela la el. Cu o autonomie condiționată de încărcarea bateriei, modul EV permite să conducă în aglomerare cât mai des posibil aproape în tăcere și fără emisii de CO2, NOx sau particule.

Datorită tehnologiei sale 100% hibride, Prius + poate conduce mai mult fără emisii. Deoarece sistemul de propulsie este conceput pentru a optimiza consumul de combustibil, elimină necesitatea motoarelor pe benzină cât mai des posibil.

Evaluările interne ale Toyota ilustrează acest potențial. Conform testelor efectuate pe mai multe călătorii urbane și extraurbane, efectul cumulativ al motorului Full Hybrid permite funcționarea frecventă fără emisii: în medie până la 61% din timp și 50% din distanța totală parcursă.

În măsura în care doar o aplicare ușoară sau moderată a acceleratorului face posibilă menținerea motorului termic în repaus, acest mod de conducere EV contribuie foarte mult la eficiența consumului de combustibil al noului Prius.+.

Modul ECO limitează răspunsul clapetei la sarcini agresive ale clapetei și optimizează funcționarea aerului condiționat. În funcție de condițiile de conducere, economiile de combustibil pot ajunge până la aproximativ 10%.

Modul POWER modifică și răspunsul clapetei de accelerație a Prius +, dar aici crește puterea pentru a intensifica accelerația și plăcerea de a conduce. Crește răspunsul clapetei la solicitările clapetei cu 25%.

În plus față de aceste trei moduri de conducere la cerere, un ajutor economic de conducere Eco Drive permite șoferului să profite la maximum de frugalitatea sistemului Toyota Full Hybrid. Prin intermediul afișajului multifuncțional Toyota Touch, șoferul poate urmări fluxurile de energie din sistemul Hybrid Synergy Drive® pentru fiecare dintre aceste moduri - o caracteristică care îi ajută să adopte un stil de conducere relaxat și eficient din punct de vedere al consumului de combustibil.