Sistemul hibrid TOYOTA, de la o idee revolutionara la o tehnologie internationala de top
Dupa lansarea in 1997 a primei generatii Prius, Toyota a generat o adevarata revolutie moderna in electrificarea auto. Pe atunci, lansarea Prius a uimit pe multi si a dat nastere multor comentarii sceptice. Cu toate acestea, inginerii si conducerea Toyota au fost increzatori ca viziunea lor unica avea sa invinga pana la urma.
Toyota sarbatoreste astazi succesul tehnologiei sale inovatoare cu grup motopropulsor complet hibrid cu vanzari de peste 7,3 milioane de autovehicule hibrid pe an si cu modelul hibrid de curse TS040, care a castigat titlurile pentru piloti si producatori in cadrul Campionatului Mondial de Anduranta FIA 2014.
Ideea sistemului hibrid
De mai multe decenii, industria auto se confrunta cu trei provocari majore legate de mediu: calitatea aerului ambiant, schimbarea climei si cererea si oferta de energie. Pentru conservarea resurselor energetice si pentru a preveni incalzirea globala, este necesara imbunatatirea consumului de carburant al autovehiculelor.
Idea unui grup motopropulsor alternativ pentru autovehicule exista la Toyota inca din anii 1960. Insa doar in anii 90 compania a initiat un program de dezvoltare bazat pe productie pentru tehnologiile auto ecologice. Sistemul complet hibrid permite unui autovehicul sa functioneze folosind fie motorul pe benzina extrem de eficient, cu nivel redus de emisii sau motorul electric sau o combinatie a celor doua. Nivelul de putere generat de fiecare sistem este monitorizat electronic constant, in functie de viteza si solicitare, pentru a mentine masina in cel mai eficient mod de operare.
La decelerare si franare, motorul electric actioneaza generatorul de mare randament pentru aplicarea franarii regenerative, optimizand administrarea energiei grupului motopropulsor hibrid prin recuperarea energiei cinetice (eliminata in mod normal ca si caldura la franare sau decelerare) ca energie electrica stocata in bateria performanta.
Pentru a demonstra dedicatia Toyota catre descoperirea unor solutii de mobilitate sustenabila, sistemul a fost proiectat astfel incat sa fie compatibil in viitor si usor de adaptat pentru a permite si folosirea Vehiculelor hibrid cu conectare (PHEV), Vehiculelor electrice (VE) si Vehiculele cu celula de carburant (FCV). In cazul unui PHEV, arhitectura sistemului complet hibrid este, in linii mari, aceeasi, cu o baterie cu incarcare externa mai puternica, pentru intreg domeniu de condus.
Daca este proiectat ca si grup motopropulsor destinat VE, utilizeaza o arhitectura simplificata, fara motor pe benzina, care este, insa, compensat cu un motor electric mai puternic si o capacitate a bateriei suficienta pentru a permite conducerea autovehiculului timp de mai multe ore inainte de a necesita incarcarea externa.
Bazat din nou pe un motor electric puternic, FCV inlocuieste motorul pe benzina al sistemului Hibrid cu Sistemul Toyota pentru celule de carburant. Cu sistemul de celule de carburant care genereaza electricitatea necesara pentru actionarea motorului si incarcarea bateriilor, FCV nu necesita incarcare externa, realimentandu-se cu hidrogen la fel cum autovehiculul complet hibrid se alimenteaza cu benzina.
“Cand am initiat programul de dezvoltare Prius, am dorit sa ofer o solutie viabila la problemele legate de mediu si consumul de carburant ale autovehiculelor, pentru ca automobilele sa continue sa progreseze in secolul 21.” – Takeshi Uchiyamada, Vicepresedinte executiv, Toyota Motor Corporation.
Prius I
Lansata in Japonia in 1997, prima generatie Prius a fost primul autovehicul hibrid in productie de serie. Acest model Toyota hibrid a stabilit un reper esential in dezvoltarea grupurilor motopropulsoare auto si mobilitate sustenabila.
Numele Prius, care inseamna „a merge in fata” in latina, a devenit simbolul unei masini care a fost lansata chiar inainte ca problema ecologica sa devina un aspect social esential. In 2012, Prius a devenit primul autovehicul complet hibrid disponibil ca gama de modele individuala completa, adaugarea Prius+ si a Prius Plug-in Hybrid ducand la aparitia familiei Prius.
Extinderea ofertei: introducerea lui 
Auris Hybrid
In 2010, Toyota si-a extins gama de autovehicule hibrid cu introducerea unui model Auris complet hibrid. Avand acelasi grup motopropulsor ca si cea mai recenta versiune de Prius, Auris a devenit prima masina din segmentul C care ofera posibilitatea de a alege dintre sistemul pe benzina, motorina sau complet hibrid si care a atras o schimbare importanta in perceptia clientilor legata de tehnologia complet hibrida.
Dupa lansarea noului Auris Hybrid si a practicului Auris Hybrid Touring Sports in 2013, logica de comanda a transmisiei planetare a sistemului HSD cu functionare lina a fost modificata pentru a conferi o senzatie mai placuta, mai naturala la accelerarea autovehiculului, cu o legatura mai stransa intre viteza autovehiculului si turatia motorului. Pozitionarea bateriei sub scaunul din spate confera posibilitatea transportarii unei cantitati de bagaje echivalenta cu cea a modelelor conventionale din gama.
Revolutie in segmentul B: lansarea Yaris Hybrid
Yaris Hybrid este primul si pana acum singurul vehicul hibrid comercializat in segmentul B. Fiind o inovatie in gama de modele Yaris, a reprezentant o oferta noua si unica pe segmentul european cu cel mai mare volum de vanzari si a conferit beneficiile unei tehnologii complet hibride pentru o gama de clienti mai extinsa ca niciodata. Noul grup motopropulsor a fost optimizat pentru instalarea cu design-ul compact, extrem de eficient al autovehiculului, fara a compromite calitatea sistemului, performanta sau confortul pasagerilor si spatiul din portbagaj.
Sistemul hibrid la scara redusa a inclus un motor pe benzina de 1,5 litri substantial reproiectat, un motor electric mai compact, cutia de viteze, invertorul si bateria. Modernizat in 2014, grupul motopropulsor hibrid are acum emisii de numai 75 g/km CO2 si un consum de nu mai mult de 3,3 l/100 km in ciclu combinat. Cu peste 58.500 de unitati vandute in 2014, modelul hibrid a reprezentat 1/3 din vanzarile totale Yaris in Europa.
In 2014, vanzarile de modele Toyota Hybrid in Europa au atins 145.400 de unitati, o crestere cu 9% comparativ cu anul anterior. Aceasta aduce vanzarile cumulate de modele hibride Toyota in Europa la un total de 840.000 de vehicule, de la lansarea primului Prius in Europa, in 2000.
In prezent, Toyota Motor Corporation a vandut peste 7,3 milioane de autovehicule complet hibride, in intreaga lume, devansand astfel toti ceilalti producatori si conferind companiei calitatea de leader in demersul catre o mobilitate sustenabila. Ca dovada concreta, tangibila, a performantelor de mediu ale HSD, aceste vanzari au contribuit deja la o reducere estimata a emisiilor auto de peste 51 de milioane de tone de CO2.
Insa tehnologia complet hibrida Toyota nu se opreste la sporirea confortului de condus si reducerea emisiilor, ci abordeaza si domeniul autovehiculelor sport, dupa cum o demonstreaza dublul premiu obtinut la Campionatul mondial de anduranta FIA din 2014.
Curse hibride pentru automobile din ce in ce mai bune
Pe intreaga durata a unei curse, accelerarea si decelerarea instantanee survin repetat, uneori de sute sau chiar mii de ori, in functie de pista si de durata cursei.La decelerarea de la viteze mari, se genereaza o cantitate enorma de energie care este eliberata sub forma de caldura prin frane. Capacitatea de a capta in mod eficient aceasta energie eliberata, de a o stoca si elibera instantaneu ca putere pentru a spori capacitatea motorului confera autovehiculelor hibride de curse o acceleratie exceptionala.
Cu toate acestea, pentru a castiga o cursa, recuperarea eficienta a energiei pentru conversia in putere electrica destinata acceleratiei nu este suficienta. Toate aceste tehnologii avansate – motorul cu combustie, motogeneratorul, sistemele de franare mecanice si regenerative – trebuie sa functioneze in perfecta armonie pentru a oferi soferului cele mai eficiente performante si fiabilitate completa in curse cu o durata de pana la 24 de ore. Proiectul Toyota Motor Corporation de a oferi primul sistem auto sportiv hibrid a inceput in 2005, ducand in final la dezvoltarea unui Lexus GS 450h bazat pe productie, care a participat la cursa de 24 de ore Tokachi 2006, din Japonia.
Un an mai tarziu, Toyota a fost primul producator care a castigat o cursa internationala de anduranta folosind tehnologia hibrid, cand Supra HV-R a terminat primul la cursa de 24 de ore din Tokachi 2007 . Supra HV-R era echipat cu un motor de 150 kW care alimenta motoarele spate si din roti, cu o capacitate de a furniza 10 kW pe fiecare roata fata.
In 2012, Toyota Racing s-a inscris la Campionatul International de Anduranta FIA (WEC) cu TS030 Hybrid. Grupul motopropulsor al acestei masini de curse clasa Le Mans Prototip 1 (LMP1) s-a bazat pe tehnologia Supra HV-R. In sezonul 2012 – 2013, motorul de 3,4 litri V8 pe motor a fost combinat cu un supra-capacitor pentru stocarea energiei recuperate la franare.
Dupa ce TS030 a demonstrat capacitatile grupurilor motopropulsoare pentru autovehiculele sport, succesorul sau, TS040 Hybrid, a dus aceasta tehnologie la urmatorul nivel, in 2014. Adaugarea unui motor/generator pe sasiul fata, in combinatie cu unitatea din spate, a dat nastere Toyota Hybrid System – Racing (THS-R) care alimenteaza acum toate cele patru roti. Tehnologia supra-capacitorului a fost si ea dezvoltata, ducand la reducerea greutatii si cresterea puterii.
Noul sistem al grupului motopropulsor hibrid Toyota a inclus tractiunea 4×4 hibrid 480 PS si un motor pe benzina 520 PS de 3,7 litri V8, combinandu-le pentru a genera un incredibil 1.000 PS. Aceasta tehnologie nu doar ca a conferit TS040 Hybrid performante de exceptie, dar a redus si consumul de carburant cu un procent uimitor de 25% comparativ cu modelul din 2013.
Sezonul WEC FIA 2014 a marcat in mod clar triumful pentru Toyota Racing si autovehiculul de curse hibrid, echipa castigand titlul pentru producatori in cadrul Campionatului mondial, iar Antony Davidson si Sébastien Buemi obtinand titlul pentru piloti.
TS040 Hybrid a fost de patru ori in pole position, a avut de patru ori cei mai buni timpi de tura, a terminat de 12 ori pe podium si a castigat cinci din cele opt curse la care a participat. Echipa a scris istorie in domeniul autovehiculelor sportive, fiind primul producator japonez care a castigat Campionatul Mondial de Anduranta la oricare dintre categorii, incepand din 1953.
Gratie inovatiilor marcante perfectionate prin cursele competitive si disciplina stricta in cele mai dificile conditii, cunostintele tehnice Toyota se extind intr-un ritm din ce in ce mai alert, revolutionand tehnologia hibrida si pavand calea catre automobilele hibride si mai performante de maine.
VIA: Toyota Romania
