Yaris Hybrid: Μυστικά και λεπτομέρειες του νέου υβριδικού συστήματος

H Toyota υπήρξε πρωτοπόρος στην υβριδική τεχνολογία, το πρώτο υβριδικό Prius κυκλοφόρησε πίσω στο 1997.

Από το 1997 πέρασαν 23 χρόνια, άλλαξαν πολλά και σήμερα η Toyota είναι πρωτοπόρος στην υβριδική τεχνολογία και το 30% των οχημάτων που πουλάει σε όλο τον πλανήτη είναι υβριδικά. Πρόσφατα μάλιστα ξεπέρασε τα 15 εκ. πωλήσεις υβριδικών οχημάτων. Το νέο Toyota Yaris 4ης γενιάς χρησιμοποιεί την τέταρτη γενιά υβριδικής τεχνολογίας Toyota και λανσάρει νέα εξαρτήματα που σχεδιάστηκαν για να είναι συμπαγή, ελαφρά και αποδοτικά.

Επίσης χρησιμοποιεί κινητήρα TNGA. Η συνολική αποδοτικότητα έχει βελτιωθεί κατά 20%, χωρίς θυσίες στον τομέα των επιδόσεων. Αντίθετα η ισχύς του συνόλου αυξήθηκε κατά 16%, στα 116 DIN hp (συνολική ισχύς συστήματος) με 15% βελτιωμένη επιτάχυνση 9,7sec και ταχύτερη απόκριση στις εντολές του οδηγού στο γκάζι.

Ταυτόχρονα έχει βελτιωθεί η αυτόνομη ηλεκτρική κίνηση: Το Yaris μπορεί να φτάσει έως και 130 km/h κινούμενο αμιγώς ηλεκτρικά ενώ η ηλεκτρική αυτονομία του σε συνθήκες πόλης έχει αυξηθεί. Αυτό σημαίνει ότι οι καταναλωτές μπορούν να απολαμβάνουν πολλά από τα οφέλη ενός ηλεκτρικού μοντέλου με μπαταρία, αλλά με χαμηλότερη τιμή και χωρίς το άγχος επαναφόρτισης της μπαταρίας.

Οι εκπομπές CO2 έχουν μειωθεί στα 64 g/km και στο μικτό κύκλο, η κατανάλωση καυσίμου είναι 2,9 l/100/km αυτό είναι μια βελτίωση 20%. Οι τιμές αυτές είναι πρωτοφανείς για μοντέλο Toyota και αποδεικνύουν την ικανότητα της υβριδικής τεχνολογίας να προσφέρει ακόμα υψηλότερη απόδοση χωρίς θυσίες στις επιδόσεις.

Η ομάδα μηχανικών του Yaris Hybrid προσπάθησε να βελτιώσει το χρόνο των προσπεράσεων στον αυτοκινητόδρομο (ο χρόνος επιτάχυνσης από 80 στα 120 km/h έχει μειωθεί κατά δύο δεύτερα, στα 8,1 δεύτερα). Επίσης έδωσαν έμφαση στην ταχύτερη επιτάχυνση και στην πιο άμεση απόκριση στις χαμηλές ταχύτητες, για παράδειγμα, σε ένα roundabout και στην πιο γραμμική, φυσική επιτάχυνση σε ανοιχτούς δρόμους με στροφές για πιο έντονη οδηγική απόλαυση.

Ο νέος κινητήρας Hybrid Dynamic Force που κάνει ντεμπούτο στο νέο μοντέλο, η νέα μπαταρία ιόντων λιθίου, το νέο, υβριδικό σύστημα μετάδοσης και η νέα, μονάδα ελέγχου ισχύος του υβριδικού συστήματος έχουν εξελιχθεί με βάση τη φιλοσοφία TNGA, διασφαλίζοντας αποδοτική σχεδίαση και ευκολία μαζικής παραγωγής.

Κινητήρας 1.5L Hybrid Dynamic Force

Ο νέος κινητήρας 1.5L Hybrid Dynamic Force προέρχεται από την ίδια οικογένεια TNGA με το 2λιτρο τετρακύλινδρο που χρησιμοποιούν τα Toyota Corolla και C-HR. Έχει μακριά διαδρομή, σχέση συμπίεσης 14.0:1 και υψηλή ταχύτητα καύσης με καλύτερο έλεγχο θερμοκρασίας και πίεσης. Αυτό συνεισφέρει στην εξαιρετικά υψηλή θερμική απόδοση – 40% – διασφαλίζοντας ότι αξιοποιούνται οι ενεργειακές δυνατότητες και της παραμικρής σταγόνας καυσίμου.

Όπως όλοι οι υβριδικοί κινητήρες της Toyota, χρησιμοποιεί τον κύκλο Atkinson, που κρατά περισσότερη ώρα ανοικτές τις βαλβίδες εισαγωγής, καθυστερώντας έτσι τη φάση συμπίεσης. Αυτό βελτιώνει την απόδοση και την κατανάλωση, αλλά μειώνει την ισχύ. Παρόλα αυτά, ο νέος κινητήρας αποδίδει μέγιστη ισχύ 93 DIN hp/68 kW με τη μέγιστη ροπή 120 Nm να παράγεται σε χαμηλότερες στροφές (3.600 σαλ.). Ο 3κύλινδρος κινητήρας προσφέρει πλεονεκτήματα και σε ό,τι αφορά τα επίπεδα θορύβων. Όταν λειτουργεί στις 4.000 rpm, οι επιδόσεις του είναι αντίστοιχες με ενός τετρακύλιδρου που λειτουργεί στις 3.000 σαλ., αποδίδοντας επομένως περισσότερη ισχύ και ροπή, αλλά παράγοντας λιγότερο θόρυβο. Η μετάδοση γίνεται μέσω ενός e-CVT αυτόματου κιβωτίου – ηλεκτρικό με συνεχώς μεταβαλλόμενη μετάδοση – που προσφέρει αίσθηση γραμμικής επιτάχυνσης και αθόρυβη λειτουργία.

Ηλεκτροκινητήρες/γεννήτριες

Το υβριδικό σύστημα του νέου Yaris έχει δύο ηλεκτροκινητήρες/γεννήτριες – MG1 και MG2 (motor generator). Η MG2 συνδέεται με τους εμπρός τροχούς και μπορεί να χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας για την κίνηση του οχήματος. Οι στροφές του μοτέρ στις οποίες η ισχύς μπορεί να κατανέμεται στους τροχούς καθορίζει τη μέγιστη ταχύτητα που μπορεί να αναπτύξει το όχημα στο ηλεκτρικό πρόγραμμα (EV), κάτι που καθιστά την MG2 ιδιαίτερα σημαντική για την αμιγώς ηλεκτρική οδήγηση. Η MG1 χρησιμοποιείται στην εκκίνηση και στην παραγωγή ενέργειας για τη φόρτιση της μπαταρίας.

Υβριδική μπαταρία ιόντων λιθίου

Για πρώτη φορά σε υβριδικό Yaris χρησιμοποιείται υβριδική μπαταρία ιόντων λιθίου, με τάση 177.6 V. Ο αριθμός κυψελών έχει μειωθεί, από 120 σε 48. Η ροή του ρεύματος έχει βελτιωθεί σημαντικά: κατά 100% εντός της μπαταρίας και 50% εκτός. Με σημαντικά υψηλότερη πυκνότητα ισχύος, η μπαταρία είναι μικρότερη και ελαφρύτερη, κατά 12 kg από την παλιότερη υδριδίου νικελίου μετάλλου NiMH. Χάρη στις συμπαγείς διαστάσεις της μπορεί να τοποθετείται κάτω από το πίσω κάθισμα, μαζί με τη βοηθητική μπαταρία, ώστε να αποτρέπεται η διείσδυση στο χώρο αποσκευών. Η τεχνολογία μπαταριών ιόντων λιθίου προσφέρει καλύτερη τροφοδοσία ρεύματος, που είναι σημαντικό για τις ηλεκτρικές επιδόσεις στην πόλη.

Υβριδικό σύστημα μετάδοσης

Το νέο υβριδικό σύστημα μετάδοσης είναι πιο συμπαγές και ελαφρύ, με δύο ηλεκτροκινητήρες-γεννήτριες να εδράζονται σε παράλληλους άξονες αντί σε σειρά μειώνοντας το πλάτος της μονάδας κατά περίπου 37 mm. Ο ηλεκτροκινητήρας/γεννήτρια 2 μπορεί να κατανέμει ισχύ 59 kW και ροπή 141 Nm στους εμπρός τροχούς, στις 17.000 σαλ. μάξιμουμ.

Το κύριο πλεονέκτημα είναι η αισθητή βελτίωση των επιδόσεων, ώστε ο θερμικός κινητήρας να μπορεί να απενεργοποιείται και το όχημα να λειτουργεί στο πλήρως ηλεκτρικό πρόγραμμα (EV), σε ταχύτητες έως 130 km/h.Το νέο σύστημα μετάδοσης φέρει επίσης μια νέα αντλία λαδιού με γρανάζια κίνησης, που λιπαίνει τόσο το κιβώτιο όσο και τους ηλεκτροκινητήρες-γεννήτριες.

Μονάδα Ελέγχου Ισχύος (PCU)

Η Μονάδα Ελέγχου Ισχύος (PCU) έχει τη δυνατότητα να διαχειρίζεται ρεύμα 100 A, ανεβάζοντας την τάση 177 V από τη μπαταρία στα 580 V μέσω τρανζίστορ στο inverter για αλλαγή του ρεύματος από συνεχές σε εναλλασσόμενο.

Η απόδοση των τρανζίστορ επηρεάζεται από τη θερμοκρασία της μονάδας. Με την κάθετη διάταξη, ψύχονται και από τις δύο πλευρές, για πιο ακριβή έλεγχο θερμότητας και υψηλότερη συχνότητα αλλαγής ρεύματος – έως 10.000 φορές το δευτερόλεπτο. Αυτό συνεισφέρει σημαντικά στην απόδοση του συστήματος και στη μεταφορά ενέργειας στον ηλεκτροκινητήρα. Ο μετατροπέας τάσης στην PCU μετατρέπει τα 177 V της υβριδικής μπαταρίας σε 12V για τη λειτουργία των περιφερειακών συστημάτων του αυτοκινήτου.

Διαχωριστής Ισχύος

Ο διαχωριστής ισχύος είναι η καρδιά του υβριδικού συστήματος, καθώς ελέγχει τη συνεργασία μεταξύ των διαφόρων εξαρτημάτων. Επιτρέπει στο αυτοκίνητο να λειτουργεί ως παράλληλο υβριδικό με τους ηλεκτροκινητήρες-γεννήτριες να κινούν το όχημα είτε μόνοι τους, είτε σε συνεργασία με τον βενζινοκινητήρα.

Διαβάστε επίσης:

Αλεξάνδρα Σδούκου: Η επόμενη μέρα της ηλεκτροκίνησης!

Οδηγούμε το Hyundai Kona Electric (video)!

Παπαστεργίου: «Ζω από, με και για την τεχνολογία»