Toyota hybrid verze spalovacího motoru: cesta k vyšší efektivitě a nižším emisím

Nová Toyota RAV4 Plug-in zaujímá místo na vrcholu modelové řady RAV4 v roli vlajkové lodi hybridních vozů od Toyoty. Konstruktéři Toyoty při navrhování verze RAV4 Plug-in uplatnili své široké odborné znalosti na poli hybridních technologií, aby nakonec vznikl vůz, který nejenže disponuje vysokým výkonem, ale také překonává všechny konkurenty v otázce emisí nebo spotřeby paliva.

Výkonnost a efektivita plug-in hybridního řešení

Konečná homologace modelu potvrdila emise CO2 na úrovni 22 g/m a spotřebu 1,0 l/100 km (v kombin. Je-li zapotřebí výkonová posila ze strany spalovacího motoru, díky vlastnostem jednotky 2,5 litru ‚Dynamic Force‘ se parametry spotřeby i poté drží na vrcholu třídy.

Dobíjení baterie je jednoduché a bezpečné - při použití wallboxu 22 kW včetně dobíjecího kabelu, které Toyota dodává zdarma, trvá 2,5 hodiny. Kromě propracované a účinné technologie pohonu se RAV4 Plug-in pyšní všemi kvalitami, pro které si zákazníci pátou generaci RAV4, uvedenou koncem roku 2018, tak oblíbili.

Jedná se např. o jízdní dynamiku plynoucí z nízkého těžiště a vysoké tuhosti karoserie z titulu podvozkové platformy Toyota GA-K.

1. Toyota vyšla z konstrukčních zkušeností nabytých v rámci dvou generací modelu Prius Plug-in a současně uplatnila dílčí opatření k vylepšení výkonových parametrů hospodárné plug-in technologie pohonu. V případě modelu Prius Plug-in se technici zaměřili na prodloužení dojezdu na elektřinu prostřednictvím vyšší kapacity vysokonapěťové baterie v kombinaci s osvědčeným 53kW elektromotorem z hybridního modelu.

Maximální systémový výkon hnacího ústrojí vč. spalovacího motoru 2,5 litru ‚Dynamic Force‘ hybridního systému činí 306 k/225 kW - tedy o 38 % více než v případě RAV4 Hybrid - což vozu umožňuje akcelerovat z 0 na 100 km/h za 6,0 sekundy (-2,1 s).

Hybridní systém využívá fázi automatického zahřívání, která chrání benzínový motor před rizikem nadměrného opotřebení např. při pravidelném používání se studeným startem a následnou jízdou dálniční rychlostí. V takových scénářích je výkon utlumen a zvyšuje se postupně.

Nový hybridní systém nabízí v dané třídě špičkové spojení výkonu a nízké spotřeby. RAV4 Plug-in s Maximálním výkonem 306 k/225 kW je nejvýkonnějším provedením řady RAV4 a současně nejvýkonnějším hybridním vozem značky Toyota.

Jízdní vlastnosti, technické detaily a optimalizace chodu

V dané třídě je plug-in hybridní verze jedinečná i charakterem používání, připomínajícím čistý elektromobil. Režim EV je de facto režimem standardním: spalovací motor hybridního ústrojí nezasahuje, a umožňuje tak řidiči urazit cca 75 km (podle cyklu WLTP) rychlostí až 135 km/h - dost i pro dálniční cestování - s nulovou spotřebou a nulovými výfukovými emisemi.

V závislosti na stavu nabití baterie se vozidlo automaticky přepíná do vysoce hospodárného hybridního režimu. Najdeme zde novou lithium-iontovou baterii, jejíž kapacita se zvýšila na 18,1 kWh. Baterie s 96 články pracuje se jmenovitým napětím 355,2 V.

Baterie jako taková je zabudována pod podlahou vozidla, a pomáhá tak snižovat těžiště, aniž by zasahovala do zavazadelníku nebo vnitřního prostoru kabiny. Konkrétních změn doznala i jednotka řízení energie. Doplněním měniče pro zvýšení napětí se zvýšil proud s cílem odebírat více energie z vysokonapěťové baterie. Měnič DC-DC je nyní menší, tišší i hospodárnější a rovněž vykazuje vyšší účinnost chlazení.

Přední elektromotor disponuje výkonem 134 kW (RAV4 Hybrid: 88 kW); výkon zadního elektromotoru zůstal na úrovni 40 kW. Díky vyšší výkonové posile od elektromotoru může spalovací motor hybridního ústrojí běžet za nízkých otáček. Vůz se standardně chová jako elektromobil v režimu EV Priority a pohybuje se čistě na elektřinu i po prudkém sešlápnutí pedálu akcelerátoru.

Řidič může podle potřeby vyrazit na cestu v režimu HV a následně přepnout na EV pro maximálně úsporný provoz nebo např. při vjezdu do rezidenční zóny. V režimu Auto EV/HV se hybridní pohon automaticky zapojuje vždy, když je třeba posílit výkon.

Systém sekvenčního řazení ‚Shiftmatic‘ umožňuje řadit pro brzdění motorem. Další pomocí je tzv. asistent pro zpomalování, který automaticky zvyšuje točivý moment pro zpomalování trakčním motorem vždy, když vůz rozpozná brzdění při jízdě z kopce.

Plug-in hybridní systém svým výkonem zprostředkuje pocity intenzivního zrychlování, ať již za jízdy v režimu HV nebo Auto EV/HV. Řídicí systém dokáže rozpoznat, zda řidič požaduje hladký a lineární nárůst rychlosti, nebo naopak okamžitý špičkový výkon.

Například převodovka je upravena tak, aby byly utlumeny rezonanční kmitočty ozubených kol. Ozubená kola jako taková mají vyhlazené povrchy zubů pro hladší a tišší chod. Hybridní spalovací motor vykazuje nižší hlučnost, protože může běžet za nižších otáček než v provedení RAV4 Hybrid.

Nejenom útlum hluku, ale i dodatečná izolace v prostoru blatníků a předních sloupků pomáhá potlačit vibrace. Sistem řízení S-FLOW nasměruje teplý či studený vzduch pouze na obsazená sedadla. Výkon se upravuje podle nastavení teploty, teploty v okolí vozidla a intenzity slunečního záření.

Podvozek, prostor a design

Uvedená platforma GA-K nabízí nízké těžiště i v provedení RAV4 Hybrid, ale díky uspořádání pohonného ústrojí a umístění vysokonapěťové baterie pod podlahu se těžiště ještě snížilo. Podvozková platforma GA-K znásobuje výhody lehké a velmi tuhé karoserie, přispívající k „sebejistému a přirozenému“ jízdnímu naturelu RAV4.

RAV4 Plug-in využívá totéž dvojité lichoběžníkové zavěšení zadních kol jako hybridní model, odladěné ve prospěch jízdního pohodlí. Toyota RAV4 Plug-in ve všech výbavových liniích disponuje inteligentním elektrickým pohonem všech kol AWD-i, známým z modelu RAV4 Hybrid.

Kompaktní a lehký pohon AWD-i používá elektromotor 40 kW na zadní nápravě, což vozu dává pohon všech kol - avšak s příkladně nízkými nároky na spotřebu energie. Režim Trail zajišťuje automatické uzavírání samosvorného diferenciálu a záruku co nejlepších záběrových schopností na kluzkých površích.

Řidič má možnost vybírat mezi jízdními režimy NORMAL, ECO a SPORT k přizpůsobení odezvy a jízdních schopností vozidla.

Vnitřek, prostor a vybavení

Nový model má stejné vnější rozměry jako RAV4 Hybrid a jeho hnací ústrojí nijak nezasahuje do vnitřního prostoru kabiny. Došlo však k mírnému zmenšení objemu zavazadlového prostoru zvýšením podlahy o 35 mm. Kufr má ploché dno a pod podlahou navíc najdeme místo k uložení nabíjecího kabelu.

Vzhledem k tomu, že na bocích zavazadelníku nenajdeme žádné nepraktické výčnělky, lze celý prostor snadno využít k převážení objemných předmětů. Je zde dost místa pro čtyři velké golfové vaky nebo dva kufry o objemu 77 litrů.

Na zvenčí odlišuje plug-in hybridní RAV4 od stávající hybridní verze jen několik menších detailů, odrážejících kultivovaný a současně dynamický naturel vozu. Mezi prvky patří spodní výlisek imitující kov na přídi, zadní dekor nad registrační značkou, akcenty světlometů ve tmavém chromu a tmavá povrchová úprava mřížky chladiče. Ochranný kryt zadního nárazníku je lakován černě. RAV4 Plug-in může vyjíždět na větších 19" kolech s většími pneumatikami.

19" kola (standardně pro výbavovou linii Selection) zaujmou pěti zdvojenými paprsky a kontrastními povrchy broušených rámů. Ve výbavě Comfort jsou sportovní sedadla čalouněná tmavě šedou látkou s kontrastním červeným prošíváním. Na předních sedadlech je standardem vyhřívání a elektrické nastavování polohy s bederní opěrkou u řidiče.

Panel sdružených přístrojů nahrazuje ukazatel teploty chladicí kapaliny zobrazením stavu nabití baterie. Zůstaly zachovány další kvality páté generace RAV4, například výhled všemi směry ze sedadla řidiče. Podvozková platforma GA-K umožnila snížit výšku sedadla řidiče, což zvyšuje propojení s vozidlem a zlepšuje požitek z jízdy.

Přístup na zadní sedadla usnadňují široké otvory dveří a kratší vzdálenost mezi místem sezení a prahem dveří. Jmenujme např. standardně dodávanou elektrickou zásuvku 230 V/150 W, kterou lze využít k provozování mobilních zařízení nebo k napájení reproduktorů na venkovní akce.

Další standardní výbavu tvoří moderní multimediální systém Toyoty s konektivitou Apple CarPlay a Android Auto, podsvícené ovládací spínače ve výplních dveří a klíček s dálkovým ovládáním palubní klimatizace přes mobilní aplikaci MyT.

Toyota RAV4 Plug-in je vybavena audiosystémem s 9" dotykovým displejem na středovém panelu a 19" litými koly pro výbavu Selection. Nová Toyoty RAV4 Plug-in je standardně vybavena nejnovější generací paketů technologické aktivní bezpečnosti a systémů pro podporu řízení Toyota Safety Sense.

Systémy navržené k redukci rizika dopravních nehod upozorňují řidiče na nebezpečí a podle potřeby aktivním brzděním či zásah do řízení pomáhají vyhnout se srážce. Předkolizní bezpečnostní systém (PCS) rozpoznává vozidla, chodce i cyklisty ve dne i v noci. Udržování v pruhu podpořeno LDA a LTA; systém aktivně zasahuje do řízení, pokud dojde k vyjetí bez použití směrového světla.

Dobíjení a technická vyspělost

U každého elektromobilu je zásadní co nejvíce usnadnit dobíjení. Vozidlo je vybaveno palubní rychlonabíječkou podporující až 6,6 kW. Nabíjecí port najdeme na pravém zadním blatníku; víko portu se automaticky zamyká a odemyká společně s automobilem. Port je vybaven ochranou proti přehřívání a optickou kontrolkou probíhajícího nabíjení.

Pro bezpečnost a optimální rychlost nabíjení Toyota doporučuje kombinovat kabel Mennekes 32 A (Type II Mode III) a wallbox. Toyota dále nabídne systém wallboxu s konektivitou pro správu nabíjení napříč různými vozidly a čtením RFID karty.

RAV4 Plug-in je první model Toyoty, který nabízí dálkové ovládání funkcí vozidla a programovatelné časy nabíjení přes MyT. Dále lze prostřednictvím MyT kontrolovat stav nabití baterie, jízdní dosah a čas do úplného nabití, což je užitečné při parkování na veřejných stanicích. Nový systém umožňuje zapnout vyhřívání či ventilaci kabiny ještě před usednutím za volant.

V rámci MyT jsou k dispozici i služby jako odesílání cílů navigace, asistence při vyhledání zaparkovaného vozu a analýzy jízd. Automobil je díky tomuto systému poháněn nízkou intenzitou proudu, což má výhody z hlediska efektivity. Nízký proud zabraňuje ztrátám na vinutí a snižuje riziko přehřátí systému, čímž šetří náklady i hmotnost.

Elektromotory mají vysoký točivý moment od samotného začátku. Pro delší cesty je důležitá vysoký výkon elektromotoru a vhodná integrace s spalovacím motorem. Střídač a konverze napětí řídí tok energie mezi baterií a elektromotory a zajišťují plynulý výkon vozidla.

Toyota nadále rozvíjí THS II - Hybridní systém pohonu s planetovou převodovkou a dvouhybným propojením motorů a generátoru. Tato architektura umožňuje variabilní rozdělení sil a toků energie mezi spalovacím motorem, elektromotorem a generátorem, čímž se zvyšuje celková efektivita a plynulost jízdy.

Nová generace hybridního pohonu s 2,0 l čtyřválcem a novým Ni-Mh akumulátorem posouvá výkonnostní limity. Synchronní elektromotor dosahuje výkonu 80 kW a točivého momentu 202 N.m; díky snížení třecích ztrát o 25 % se zlepšila efektivita.

Další modely a kontext flotily Toyota

Po čtrnácti letech se do evropské nabídky Toyoty vrací Camry, nový osmé generace modelu postavený na platformě TNGA a propojující komfort, tichou jízdu a spolehlivost. Toyota C-HR se stala evropským fenoménem v segmentu kompaktních SUV, s výrazným designem a vysokou užitnou hodnotou.

Pro aktuální období se v Evropě vyvíjí nová emisní norma; Toyota klade důraz na benzinové a hybridní agregáty, které vyžadují jen drobné změny. Divize Toyota Motor Europe hlásí výrazný růst prodeje hybridů.

Hybridní poháněcí ústrojí THS II je jedním z klíčových diferenciátorů Toyoty - díky efektivitě, plynulosti a rekuperaci energie je zpočátku využíván především elektromotor, zatímco spalovací motor doplňuje výkon podle potřeby.

Technické poznámky a budoucnost hybridních motorů

Spalovací motor Toyota FPEG, který se nyní objevuje ve formě laboratorních prototypů, je určen výhradně vozům s hybridním pohonem a pracuje bez klikového hřídele a ojničky. Dalšími výhodami FPEG by měla být kompaktnost a modularita pro adaptaci na další aplikace.

Motor pracuje ve dvoutaktním cyklu a generuje energii pro dobíjení akumulátorů prostřednictvím poháněcího systému. Teoreticky by dvouválcové uspořádání mohlo zajistit velmi nízkou spotřebu ve stylu kolem 3 l/100 km u hybridu Corolla.

  1. THS II a jeho variabilní řízení energie
  2. Modularita a platforma TNGA pro nové modely
  3. Pokročilé řídicí systémy a bezpečnostní funkce Toyota Safety Sense
inovativní hybridní pohon a akumulátory

tags: #toyota #hybrid #verze #spalovaciho #motoru