Toyota: 23 rokov hybridu, 4. generácia pohonu a vodík ako budúcnosť aj v SR

1310
Zdroj: Toyota

Toyota je známa ako priekopník modernej a masovej aplikácie hybridných pohonov do automobilov. Zároveň je však tento gigant aj vynikajúcim priemyselným stratégom. Štvrtá generácia hybridného pohonu sa značke jednoducho podarila, no povedzme si o nej viac a taktiež, čo plánuje japonská značka vo vzdialenej budúcnosti.

Prvý hybridný pohon poslala Toyota do sveta v karosérii prvej generácie modelu Prius. Ten sa začal vyrábať v roku 1997 a jeho sériová podoba vznikla na základe konceptu z roku 1995. Pretočme “pásku” o 23 rokov vpred a zistíme, že za tento čas poslala Toyota na svetové cesty viac ako 15 miliónov hybridných vozidiel v podobe 36 rôznych modelov.

Zdroj: Toyota Canada Newsroom

No a čo tie stratégie? Vedeli ste, že kým 1,8-litrové hybridné pohony využívajú batérie typu nikel metalhydrid (NiMH), tie spolupracujúce so silnejšími 2-litrovými motormi tvoria lítiové články? Toyota tým eliminuje riziko toho, že pokiaľ by jeden z týchto typov batérií utrpel výrazné zdraženie, automobilka vie na tento stav pohotovo reagovať. A práve táto značka sa pomerne výrazne hlási k pohonu na vodík. Niečo na tom teda bude.

Od prvej po štvrtú generáciu

Hybridný pohon je možné vysvetliť pomerne jednoducho. Kombinuje trojicu prvkov: spaľovací motor, elektromotor a batériu. Elektromotor hrá samozrejme akési druhé husle, no vypomáha a nahrádza spaľovací motor v momentoch, kedy nie je vo svojom živle alebo nie je potrebný. Napríklad pri pomalom plazení zápchami či pri akcelerácii, kedy dodáva na kolesá šťavnatý krútiaci moment.

Zdroj: Toyota
Zdroj: Toyota

Toyota tiež veľmi rada komunikuje, že jej hybridy (pokiaľ sa nebavíme o plug-in hybridoch) netreba nabíjať. Ide o takzvané hybridy s uzavretým obvodom, ktoré získavajú energiu z nadpráce spaľovacieho motora alebo z rekuperácie energie pri brzdení a spomaľovaní. Z hľadiska pohodlia, obstarávacej ceny, životnosti batérie a efektivity sa práve tento druh hybridného pohonu javí byť najlepšou alternatívou spomedzi elektrifikovaných pohonov.

NEPREHLIADNITE:

Od prvej generácie hybridných pohonov teda ubehol pekný rad rokov. Štvrtá generácia je výsledkom masívneho zberu a prehodnocovania dát z hybridných modelov, ktoré len za jediný deň najazdia viac než 500 miliónov kilometrov po celom svete. Poďme však do podrobna.

Aktuálny vrchol

Prečo dáva hybridný pohon taký zmysel je jasné už zo samotných parametrov. Kým bežný benzínový motor dosahuje tepelnú účinnosť na úrovni okolo 30%, elektromotor disponuje až 90-percentnou účinnosťou. Toyota však posunula tento pomer ešte o kus viac do pozitívnych čísel vďaka benzínovým motorom Dynamic Force. Tie dosahujú účinnosť na úrovni medzi 40 až 41%.

Zdroj: Toyota
Zdroj: Toyota

Štvrtá generácia pohonu, ktorá debutovala s aktuálnym modelom Prius, spotrebuje o 15% menej paliva ako tomu bolo v tretej generácii. Menej spotrebovaného paliva znamená logicky menej emisií. Nejde o náhodný údaj, keďže Európska únia stanovila normy, podľa ktorých musia byť priemerné emisie CO2 vozového parku, teda ponúkaných modelov značky, medzi rokmi 2025 a 2029 o 15% nižšie, aký bol cieľ pre rok 2021. Prekročenie noriem bude samozrejme pokutované a to sumou 95 eur za každý gram nad stanovený limit 95g/km.

Zdroj: Redakcia
Zdroj: Redakcia

No a ako sa podarilo inžinierom stlačiť spotrebu o 15% nadol? Prevodovka a elektromotory sú v štvrtej generácii viac integrované, sú o 12% menšie, o 6% ľahšie a ich energetické straty sa podarilo stiahnuť o 20%. Riadiaca jednotka je o 11% ľahšia, o 33% menšia a o 20% energeticky efektívnejšia. Čerešničkou na torte je nárast kapacity NiMH batérie o 28% a zároveň jej zmenšenie o 10%.

NEPREHLIADNITE:

Samozrejme, že takýto systém nájde svoje prirodzené prostredie práve v upchatých uliciach veľkomiest. V takýchto podmienkach môže hybridný systém od Toyoty jazdiť až 80% času na elektrický pohon. Totiž, pri každom brzdení a spomaľovaní je batéria dobíjaná skrz generátor a inžinieri programovali systém tak, aby spaľovací motor pracoval čo možno najmenej. Počítač taktiež stráži nabíjanie batérie, ktorej kapacita nabitia nikdy neklesne pod 20 a nestúpne k 100%. Tak sa zaručuje jej dlhá životnosť.

Efektivita v každom smere

Za roky práce na hybridnom pohone sa značke podarilo vyrobiť z jeho komponentov efektívnu skladačku. Posledná generácia systému vznikala v medziach modulárnej architektúry TNGA. To znamená, že mnohé modely medzi sebou zdieľajú rovnaké prvky pohonu, čo odľahčuje zaťaženie skladov a dokonca to nahráva budúcej modernizácii. Modulárne sú dokonca aj výrobné linky, ktoré je, podobne ako pohon, možné pomerne ľahko inovovať.

Zdroj: Toyota
Zdroj: Toyota

No a veľmi zaujímavým prvkom hybridného pohonu je možnosť využitia pohonu oboch náprav. Toyota vo svojich hybridných modeloch využíva miesto hnacieho hriadeľa a centrálneho diferenciálu prakticky, ktoré výrazne navyšujú hmotnosť vozidla, len elektromotor umiestnený na zadnej náprave. Podľa štandardizovaných meracích cyklov sú spotreby hybridného modelu RAV4 s pohonom predných kolies 5,5 – 5,8 l/100 km a toho istého modelu s pohonom všetkých štyroch kolies 5,6 – 5,9 l/100 km bez decilitra paliva zhodné.

Zdroj: Redakcia
Zdroj: Redakcia

Pohon zadnej nápravy sa pripája automaticky a len v prípade, že dochádza k preklzu kolies v dôsledku nízkej trakcie. Rozloženie krútiaceho momentu medzi nápravami môže byť v závislosti od podmienok 100:0 až po 20:80. Elektromotor dokáže poslať na zadnú nápravu maximálny krútiaci moment až 1300 Nm.

H2

Toyote nemôžete uprieť vizionársky status. Pokiaľ teda začne takáto značka hovoriť o palive budúcnosti, nastražte uši. O vodíku ako o pohone sa toho narozprávalo mnoho, no reálne máloktorá značka do tohto typu paliva skutočne investuje a venuje mu patričnú pozornosť. Práve predstavitelia slovenského zastúpenia značky na nás otvorene hovoria o príchode druhej generácie modelu Mirai, ktorý je poháňaný vodíkom a zavíta aj na náš trh.

Toyota Mirai.
Zdroj: Lexus

Nový Mirai je výrazným spôsobom inšpirovaný sesterskými modelmi Lexus a je nám veľmi sympatické, že značka pre svojho nositeľa inovácií zvolila klasickú karosériu typu sedan. Konštruktéri a návrhári modelu tvrdia, že Mirai vypúšťa čistejší vzduch než ten, ktorý nasáva pre potreby práce palivových článkov. Na jedno natankovanie má vozidlo prejsť viac než 500 kilometrov, na čo sa už nebude možné sťažovať.