Cztery pomysły na ekologiczne samochody wg Toyoty

Toyota jest najlepiej znana jako producent hybryd. To właśnie ta marka jako pierwsza wprowadziła na rynek w 1997 roku seryjny samochód hybrydowy – legendarny model Prius. Do dziś Toyota jest największym na świecie producentem aut z napędem hybrydowym, których łączna sprzedaż wynosi już niemal 20 milionów. 25-letnie doświadczenie Toyoty w ciągłym doskonaleniu technologii hybrydowych pozwoliło marce sprawnie opracować wszystkie najważniejsze rodzaje zelektryfikowanych samochodów – obok pełnych hybryd w gamie Toyoty znajdziemy też hybrydy plug-in, auta elektryczne na baterie oraz pojazdy elektryczne na wodór. Sprawdzamy, czym się wyróżniają i co mają do zaoferowania.

Pełny napęd hybrydowy (HEV)

Low resHigh res

Dostępne obecnie na rynku samochody hybrydowe Toyoty są wyposażone w napędy hybrydowe czwartej generacji. Są to tzw. pełne hybrydy, czyli zdolne do jazdy w trybie czysto elektrycznym, bez zużycia paliwa i bez ładowania z zewnątrz. Napęd hybrydowy Toyoty składa się z silnika benzynowego, dwóch silników elektrycznych, z których jeden pełni głównie funkcję generatora, a także z przekładni planetarnej, konwertera podwyższającego napięcie oraz baterii. Działaniem całego układu zarządza jednostka sterująca PCU, czyli komputer, który podczas jazdy automatycznie dobiera najbardziej ekonomiczny tryb jazdy. Napędy czwartej generacji znajdują się we wszystkich modelach hybrydowych Toyoty z wszystkich kluczowych segmentów – od najmniejszego Yarisa po 7-osobowego Highlandera. Ale już w czerwcu 2022 roku debiutuje w polskich salonach zupełnie nowy model Corolla Cross, która otrzyma napęd hybrydowy piątej generacji.

Więcej o napędzie hybrydowym piątej generacji przeczytasz tutaj >>

W pełnym napędzie hybrydowym współpraca silnika spalinowego i elektrycznego pozwala obniżyć zużycie paliwa dzięki energii odzyskiwanej podczas zwalniania i hamowania oraz optymalizacji pracy silnika benzynowego. Co się za tym kryje?

Jak działa pełny napęd hybrydowy

W zwykłym samochodzie podczas hamowania energia jest bezpowrotnie tracona, i nie ma tu znaczenia, czy zwalniamy, uruchamiając hamulce, czy korzystamy najpierw z hamowania silnikiem. W hybrydach i wielu innych zelektryfikowanych samochodach układ napędowy wykorzystuje do hamowania najpierw silnik elektryczny, który w tej sytuacji przyjmuje rolę generatora. Zamienia on energię kinetyczną rozpędzonego samochodu w energię elektryczną, która następnie trafia do baterii.

W aucie spalinowym silnik musi sobie radzić zarówno z bardzo niskimi, jak i bardzo wysokimi obrotami, które go nadmiernie obciążają i zwiększają zużycie paliwa. Problem ten częściowo redukuje skrzynia biegów, ale przy ruszaniu i rozpędzaniu się jest to nie do uniknięcia. Z kolei jazda ze stałą prędkością tylko w niewielkim stopniu wykorzystuje moc silnika. Pełne hybrydy rozwiązują oba te problemy. Podczas ruszania i jazdy z niewielką prędkością, kiedy silnik benzynowy musiałby pracować przy niewygodnych dla niego niskich obrotach, w hybrydzie silnik elektryczny albo całkowicie go zastępuje albo mocno wspomaga. A z kolei podczas płynnej jazdy ze stałą prędkością nadwyżka mocy silnika benzynowego jest wykorzystywana do napędzania generatora, który przetwarza ją w energię elektryczną. W hybrydach Toyoty komputer steruje pracą napędu w taki sposób, aby odzyskiwać jak najwięcej energii i jak najczęściej korzystać z samego silnika elektrycznego nawet przy dużych prędkościach.

Ktoś powie – może i pełne hybrydy mogą korzystać z samego silnika elektrycznego, ale tylko przez kilka kilometrów, bo pojemność baterii na więcej nie pozwala. To tylko pozornie jest prawda, ponieważ auto nieustannie korzysta z każdej okazji, by zapobiec marnowaniu energii i odzyskać ją, a zaraz potem wykorzystać podczas jazdy. Dzięki temu mechanizmowi samochód podczas jednego przejazdu wielokrotnie wyłącza silnik benzynowy, a jazda w bezemisyjnym trybie elektrycznym po zsumowaniu odpowiada za nawet 70–80% czasu poruszania się po mieście i średnio połowę czasu w cyklu mieszanym.

Działanie pełnych hybryd sprawia, że samochody Toyoty z takim napędem są wyjątkowo oszczędne. Miejski hatchback Yaris Hybrid i miejski crossover Yaris Cross Hybrid, oba o mocy 116 KM, zużywają średnio według WLTP od 4,4 l/100 km benzyny. Wersja AWD-i hybrydowego Yarisa Cross z dodatkowym silnikiem elektrycznym przy tylnej osi spala od 4,7 l/100 km. Z kolei największy model hybrydowy Toyoty – 7-osobowy SUV Highlander o długości niemal 5 metrów zużywa średnio od 6,6 l/100 km. W efekcie pełne hybrydy, które są najbardziej rozpowszechnionym rodzajem zelektryfikowanych napędów dzięki trwającemu 25 lat zaangażowaniu Toyoty łącznie pozwoliły zaoszczędzić prawie 65 miliardów litrów benzyny i uniknąć prawie 160 milionów ton CO2.

Więcej ciekawych informacji o napędzie hybrydowym Toyoty znajdziesz tutaj:

Napęd hybrydowy plug-in (PHEV)

Low resHigh res

Hybrydy plug-in to samochody z silnikiem benzynowym i elektrycznym, które możemy zarówno zatankować paliwem, jak i naładować prądem z ładowarki czy gniazdka. Ich baterie są większe niż pełnych hybryd, dlatego mogą poruszać się w trybie EV bez przerwy przez kilkadziesiąt kilometrów. Takie samochody na co dzień mogą służyć za auta w pełni elektryczne, natomiast podczas długodystansowej jazdy możemy po prostu zatrzymać się na stacji benzynowej i zatankować, nie martwiąc się o zasięg.

Toyota ma w swojej ofercie dwa modele z takim napędem – są to RAV4 Plug-in Hybrid oraz Prius Plug-in Hybrid. W obu przypadkach ich napęd to układ hybrydowy czwartej generacji z większą baterią i instalacją do jej ładowania. Na tym zresztą polega przewaga hybryd plug-in Toyoty nad tego rodzaju samochodami wielu innych marek – za ich napęd służy rozbudowany pełny układ hybrydowy, dzięki temu samochód jest oszczędny również kiedy nie korzysta z energii naładowanej z zewnętrznej sieci. Inne popularne rozwiązania polegają na dołożeniu silnika elektrycznego i baterii do zwykłego konwencjonalnego napędu, przez co po rozładowaniu baterii auto działa jak zwykły samochód benzynowy dodatkowo obciążony akumulatorem. Sztuka polega więc na tym, żeby pojemna bateria i mocny silnik elektryczny służyły także wtedy, gdy prąd naładowany z wallboxa się wyczerpie.

Tę sztukę Toyota opanowała bez trudu dzięki swojemu 25-letniemu doświadczeniu w produkcji hybryd. Na przykład RAV4 Plug-in Hybrid w trybie elektrycznym może pokonać 75 km w cyklu mieszanym, a w mieście nawet 98 km. Natomiast w trybie hybrydowym jest równie oszczędny jak RAV4 Hybrid.

Wszystko co warto wiedzieć o RAV4 Plug-in Hybrid wyjaśnia ten film:

Bateryjny napęd elektryczny (BEV)

Low resHigh res

Napęd elektryczny na baterie, który Toyota opracowała dla debiutującego SUV-a bZ4X, również opiera się na wieloletnich doświadczeniach Toyoty w produkcji hybryd. Jest to pierwszy globalny elektryczny model Toyoty, który dołącza do sprzedawanych w wybranych regionach PROACE Electric, PROACE CITY Electric oraz Toyota C-HR EV. Nowy bZ4X korzysta z silników elektrycznych, konwertera, baterii i elektryki, dopracowywanych przez Toyotę i testowanych w codziennym użyciu przez miliony użytkowników hybryd. Dzięki temu bZ4X jest bardzo oszczędny, dynamiczny i ma zasięg do 516 km na jednym ładowaniu.

Toyota bZ4X powstała na platformie e-TNGA, która została opracowana specjalnie dla samochodów elektrycznych. Ma ona wiele wspólnego z platformami TNGA stosowanymi od kilku lat w niemal wszystkich nowych samochodach Toyoty, różni się jednak płasko ułożonymi bateriami zintegrowanymi z podłogą, co zwiększa sztywność nadwozia i obniża środek ciężkości. Trwałość baterii i odporność na zmienne warunki atmosferyczne to zarówno efekt systemu chłodzenia i ogrzewania powiązanego z klimatyzacją i pompą ciepła, jak i wytrwałego testowania i doskonalenia ogniw, które zaowocowało osiągnięciem utrzymaniem 90% pojemności po 10 latach lub 240 000 km przebiegu.

Toyota bZ4X jest szczegółowo zaprezentowana na tym filmie:

Napęd elektryczny na wodór (FCEV)

Low resHigh res

Samochody z napędem elektrycznym na wodór to najnowsze rozwiązanie w dziejach motoryzacji. Auta spalinowe, elektryczne i hybrydy powstawały już w 19. wieku, ale ogniwa paliwowe to technologia przyszłości. Pierwsze komercyjne modele zaczęły powstawać w ostatnich latach na bazie modeli benzynowych. Dopiero Toyota opracowała samochód wodorowy od podstaw, dostosowując konstrukcję do specyfiki jego napędu. Tak powstała Toyota Mirai, której pierwsza generacja weszła na rynek w 2014 roku, a druga w 2020 roku.

Toyota Mirai jest napędzana silnikiem elektrycznym, ale prąd do jego zasilania nie pochodzi z baterii lecz z ogniw paliwowych. Ogniwa te to zaawansowana technologia – taka mała elektrownia produkująca na bieżąco prąd w reakcji wodoru i tlenu, w której uwalniane są elektrony i powstają cząsteczki wody. To rozwiązanie jest wyjątkowo wydajne, bo pomija etap, w którym prądnica jest wprawiana w ruch, by generować prąd, tak jak w niemal wszystkich typach elektrowni – od wiatrowych po atomowe. W ogniwach paliwowych prąd powstaje bezpośrednio.

Toyota Mirai też oczywiście korzysta z komponentów hybryd. Obok silnika elektrycznego ma także konwerter, jednostkę sterującą i niewielką hybrydową baterię, w której magazynuje energię z hamowania. Unikalnymi elementami oprócz ogniw paliwowych są opracowane przez Toyotę trójwarstwowe zbiorniki wodoru. W Mirai drugiej generacji zainstalowano trzy takie zbiorniki, które mieszczą 5,6 kg wodoru i zapewniają zasięg 650 km. Ich zatankowanie trwa tylko 5 minut.

Więcej o limuzynie Toyota Mirai z innowacyjnym napędem wodorowym można się dowiedzieć tutaj: