Toyota Prius 5. Generáció: A Hibrid Technológia Új Szintje

A modern autóipar egyik legmeghatározóbb innovációja kétségkívül a hibrid technológia, amely évtizedek óta formálja a járművek jövőjét. Ezen az úton a Toyota Prius nem csupán egy modell, hanem egy szimbólum, egy úttörő, amely bebizonyította, hogy a benzinmotor és az elektromos hajtás intelligens kombinációja nemcsak lehetséges, hanem rendkívül hatékony és megbízható is lehet.

Nem túlzás kijelenteni, hogy a Toyota történelmet írt negyed évszázaddal ezelőtt a Toyota Prius, a világ első hibrid elektromos autójának bemutatásával. Az elektromos forradalmat negyed évszázaddal ezelőtt elindító Toyota Prius azonban kétségkívül ilyen. Az ötödik generációs Prius új, lenyűgöző megjelenéssel és dinamikus hajtással okoz meglepetést, ugyanis a leghatékonyabb Prius kizárólag plug-in hibrid elektromos hajtással érkezik Európába.

A Toyota Prius 5. generációja dinamikus külsővel és fejlett hibrid technológiával hódít.

A Hibrid Rendszer Működése

De vajon mi rejlik e siker mögött? Hogyan képes ez a látszólag komplex rendszer olyan simán, csendesen és takarékosan működni? A válasz a Toyota Hibrid Rendszer (THS), más néven HSD (Hybrid Synergy Drive) technológiájának zseniális mérnöki megoldásaiban keresendő.

Mielőtt belemerülnénk a Prius specifikus megoldásaiba, érdemes tisztázni, mit is jelent pontosan a hibrid hajtás. Egyszerűen fogalmazva, egy hibrid jármű legalább két különböző energiaforrást használ a meghajtáshoz.

Avensis motorolaj feltöltési útmutató

Párhuzamos hibrid: Ebben a felépítésben a benzinmotor és az elektromos motor közvetlenül is képes hajtani a kerekeket, akár külön-külön, akár együtt.
Soros hibrid: Itt a benzinmotor kizárólag generátorként funkcionál, elektromos áramot termel az elektromos motor számára, amely közvetlenül hajtja a kerekeket.
Soros-párhuzamos (vagy vegyes) hibrid: Ez a legkomplexebb és egyben a leghatékonyabb megközelítés, amelyet a Toyota is alkalmaz.

A Toyota Prius a soros-párhuzamos rendszert alkalmazza, amely maximális rugalmasságot és hatékonyságot biztosít. A Toyota Prius hibrid rendszere több kulcsfontosságú komponensből áll, amelyek tökéletes összhangban működnek.

A Teljesítményelosztó Egység (PSD)

A Power Split Device (PSD), vagy magyarul teljesítményelosztó egység, a Toyota hibrid hajtásláncának legzseniálisabb és egyben legfontosabb alkatrésze. Ez egy mechanikai bolygóműves szerkezet, amely lehetővé teszi a benzinmotor, a két elektromos motor-generátor és a kerekek közötti energiaáramlás rendkívül rugalmas elosztását és szabályozását.

A PSD főbb elemei:

Napkerék (Sun Gear): A bolygómű közepén található fogaskerék.
Bolygókerék-tartó (Planet Carrier): Ez a keret tartja a bolygókerekeket, és gondoskodik arról, hogy azok a napkerék körül forogjanak.
Gyűrűs kerék (Ring Gear / Annulus Gear): Egy nagy, belső fogazású kerék, amely körülveszi a bolygókerekeket.

Ennek a szerkezetnek a zsenialitása abban rejlik, hogy három bemenettel és kimenettel rendelkezik, amelyek közül kettő bemenetként és kimenetként is funkcionálhat, a harmadik pedig a sebességváltóhoz, így a kerekekhez csatlakozik. A bolygómű a sebesség és nyomaték arányát mechanikusan állítja be a három komponens között.

Az MG1 (Motor-Generator 1) egy kisebb teljesítményű egység, de szerepe létfontosságú a rendszer működésében. A PSD-n keresztül szabályozza a benzinmotor fordulatszámát és terhelését. Az MG1 fordulatszámának változtatásával a HCU képes a benzinmotort a legoptimálisabb hatásfokú tartományban tartani, függetlenül a jármű sebességétől.

A Prius gyújtógyertyáinak fontossága

Az MG2 (Motor-Generator 2) a nagyobb, erősebb elektromos motor-generátor. Ez az egység felelős a jármű közvetlen hajtásáért, különösen alacsony sebességnél és gyorsításkor.

A Toyota hibrid rendszerének működési elve.

Atkinson Ciklusú Benzinmotor

A Toyota Prius nem akármilyen benzinmotort használ, hanem egy speciálisan átalakított, Atkinson ciklusú motort. Az Atkinson ciklusú motor lényege, hogy a szívószelep a kompressziós ütem elején még nyitva marad, lehetővé téve, hogy a beszívott levegő-üzemanyag keverék egy része visszakerüljön a szívócsőbe. Ezáltal a tényleges kompressziós arány kisebb lesz, mint az expanziós arány. Az eredmény egy hosszabb expanziós ütem, ami hatékonyabban alakítja át a hőenergiát mechanikai munkává.

A hagyományos autókban az Atkinson ciklusú motorok alacsony nyomatéka problémát jelenthet, különösen alacsony fordulatszámon. A PSD és az MG1 segítségével a hibrid vezérlő egység (HCU) mindig a benzinmotor legoptimálisabb, leginkább takarékos fordulatszámán tudja működtetni azt, függetlenül a jármű sebességétől.

Akkumulátor és Energiaellátás

A Toyota Prius hibrid rendszerének elengedhetetlen része a nagyfeszültségű akkumulátor, amely az elektromos motorok áramellátásáért és a regeneratív fékezés során visszanyert energia tárolásáért felel.

Autórádió keret Toyota RAV4

Nikkel-fémhidrid (NiMH) akkumulátorok: Az első és második, majd a harmadik generációs Priusok többségében is NiMH akkumulátorokat használtak. Ezek megbízhatóak, tartósak és jól bírják a gyakori töltési-kisütési ciklusokat, ami egy hibrid autóban alapvető.
Lítium-ion (Li-ion) akkumulátorok: A későbbi, negyedik és ötödik generációs Priusok, valamint a plug-in hibrid (PHEV) változatok már lítium-ion akkumulátorokat használnak.

Fontos megjegyezni, hogy a hibrid akkumulátor sosem merül le teljesen, és sosem töltődik fel 100%-ra. A HCU folyamatosan egy optimális töltöttségi szinten tartja (általában 40-80% között), hogy maximalizálja az élettartamát és a rendszer hatékonyságát.

Inverter és Konverter

Az elektromos energia áramlása a Toyota hibrid rendszerében nem lenne lehetséges az inverter és a konverter nélkül. Az inverter feladata az akkumulátorban tárolt egyenáram átalakítása váltóárammá, amely az elektromos motorok (MG1 és MG2) meghajtásához szükséges.

A konverter, pontosabban a boost konverter, egy másik létfontosságú egység. Az akkumulátor feszültsége gyakran nem elegendő a motor-generátorok maximális teljesítményének leadásához, különösen gyorsításkor. A konverter feladata, hogy ezt a feszültséget megemelje, mielőtt az az inverterbe kerülne.

Hibrid Vezérlő Egység (HCU)

A Toyota hibrid rendszerének minden eleme, a benzinmotortól az elektromos motorokig és az akkumulátorig, egy központi számítógép, a Hibrid Vezérlő Egység (Hybrid Control Unit - HCU) irányítása alatt áll. Ezen adatok alapján a HCU komplex algoritmusok segítségével határozza meg, hogy melyik energiaforrást (benzinmotor, MG1, MG2, akkumulátor) mikor és milyen mértékben kell használni.

Működési Módok

A Toyota Prius hibrid rendszere valós időben alkalmazkodik a vezetési körülményekhez, és számos különböző üzemmódban képes működni, hogy mindig a lehető legmagasabb hatékonyságot biztosítsa.

Elektromos Üzemmód (EV mód): Amikor a jármű álló helyzetből indul, vagy alacsony sebességgel halad, a Prius gyakran tisztán elektromos üzemmódban működik. Ilyenkor a benzinmotor leáll, és az MG2 hajtja a kerekeket, az akkumulátorból nyert energiával.
Hibrid Üzemmód: Amikor a vezető enyhén gyorsít, vagy egyenletes sebességgel halad, a HCU úgy dönthet, hogy beindítja a benzinmotort. Ekkor a benzinmotor a bolygókerék-tartón keresztül hajtja a Power Split Device-ot. Az erő egy része közvetlenül a kerekekhez jut az MG2-n keresztül, másik része az MG1-et hajtja, amely generátorként működve tölti az akkumulátort, vagy áramot szolgáltat az MG2-nek.
Teljes Teljesítmény Üzemmód: Ha a vezető hirtelen nagyobb teljesítményt igényel, például előzéskor vagy meredek emelkedőn, a Prius rendszere maximális erőt mozgósít. Ekkor a benzinmotor és az MG2 is teljes erővel hajtja a kerekeket. Az MG1 továbbra is generálhat áramot a benzinmotor felesleges erejéből, de a rendszer az akkumulátorból is kiegészítő energiát von el az MG2 számára.
Regeneratív Fékezés: A Toyota hibrid rendszerének egyik legfontosabb energia-visszanyerő mechanizmusa a regeneratív fékezés. Amikor a vezető leveszi a lábát a gázpedálról, vagy fékezni kezd, az MG2 azonnal generátorként kezd működni. Ekkor a jármű mozgási energiáját elektromos árammá alakítja, és visszatáplálja a nagyfeszültségű akkumulátorba. Ez a folyamat nemcsak az üzemanyag-fogyasztást csökkenti, hanem a hagyományos fékbetétek kopását is mérsékli, meghosszabbítva azok élettartamát.
Álló Helyzet: Amikor a jármű áll (pl. piros lámpánál), a benzinmotor általában leáll, ha az akkumulátor töltöttsége megfelelő. Ha az akkumulátor töltöttsége alacsony, vagy a klímaberendezés nagy igénybevételű, a benzinmotor automatikusan beindulhat, hogy az MG1 segítségével feltöltse az akkumulátort, vagy áramot biztosítson a klímakompresszornak és egyéb elektromos fogyasztóknak.

Ez a komplex, mégis zökkenőmentes működés az, ami a Toyota Priust olyan hatékonnyá és élvezetessé teszi.

A Toyota Prius Generációi

A Toyota Prius története a folyamatos innováció és finomítás története.

Első Generáció (1997): Az első Prius volt a világ első tömeggyártású hibrid személyautója. Egy 1.5 literes, 58 lóerős Atkinson ciklusú benzinmotorral és egy 40 lóerős elektromos motorral rendelkezett. A Power Split Device már ekkor is a rendszer szíve volt.
Második Generáció (2004): A formavilág felismerhetővé vált, és a hajtáslánc is jelentős fejlesztéseken esett át. Az 1.5 literes benzinmotor erősebb lett (76 LE), az elektromos motor teljesítménye pedig 67 lóerőre nőtt. Bevezették a Hybrid Synergy Drive (HSD) elnevezést.
Harmadik Generáció (2009): A méret és a teljesítmény növekedését hozta magával. A benzinmotor 1.8 literesre nőtt (98 LE), az elektromos motor pedig 80 lóerősre. Az összteljesítmény elérte a 136 lóerőt.
Negyedik Generáció (2015): Alapja a Toyota New Global Architecture (TNGA) platform volt, amely alacsonyabb súlypontot, merevebb karosszériát és jobb vezetési dinamikát eredményezett. A hajtásláncot tovább finomították, a benzinmotor termikus hatásfoka elérte a 40%-ot.
Ötödik Generáció (2023): Merészebb dizájnnal és még fejlettebb hibrid technológiával érkezett. A benzinmotor 2.0 literesre nőtt, és az elektromos motorok is jelentősen erősebbek lettek, ami az összteljesítményt 193 lóerőre (normál hibrid) és 223 lóerőre (PHEV) emelte. A lítium-ion akkumulátorok még nagyobb kapacitásúak, a PHEV változat tisztán elektromos hatótávja akár 86 km is lehet.

A Toyota Prius generációinak fejlődése jól mutatja, hogyan lehet folyamatosan optimalizálni egy már eleve hatékony rendszert.

A Toyota Prius 5. generációjának modern belső tere.

A Prius Előnyei és Hátrányai

A Toyota Prius, mint minden autónak, rendelkezik előnyökkel és hátrányokkal.

Előnyök:

Kiemelkedő üzemanyag-takarékosság: Ez az egyik legfőbb előny.
Csendes és sima működés: Az elektromos hajtásnak köszönhetően az indulás és az alacsony sebességű közlekedés szinte hangtalan, ami jelentősen növeli a vezetési komfortot.
Megbízhatóság és tartósság: A Toyota hibrid rendszere rendkívül strapabíró és megbízható.

Hátrányok:

Magasabb kezdeti ár: A hibrid technológia bonyolultsága és az extra komponensek miatt a Prius kezdeti vételára általában magasabb, mint egy hasonló méretű, hagyományos benzinmotoros autóé.
Akkumulátor csere költsége: Bár az akkumulátorok élettartama hosszú, egy esetleges csere jelentős költséget jelenthet.
Autópályás fogyasztás: Magas, egyenletes sebességnél (autópályán) a hibrid rendszer előnyei kevésbé érvényesülnek, mivel a benzinmotor folyamatosan üzemel, és a regeneratív fékezés lehetősége is korlátozott.

A Plug-in Hibrid Verzió

A Toyota Prius Plug-in Hybrid (más néven Prius Prime egyes piacokon) a hagyományos hibrid rendszer továbbfejlesztése. A legfontosabb különbség a nagyobb kapacitású lítium-ion akkumulátor és a külső töltési lehetőség. Ez lehetővé teszi, hogy a jármű hosszabb távolságot tegyen meg tisztán elektromos üzemmódban (akár 80-100 km-t a legújabb generációkban), mielőtt a benzinmotor bekapcsolna.

A Toyota régóta vallja, hogy a hibrid technológia nem egy zsákutca, hanem egy kulcsfontosságú lépcsőfok a teljesen elektromos jövő felé. A hibridek népszerűsítésével a Toyota hozzájárult az elektromos hajtás elfogadtatásához, és felkészítette a fogyasztókat az elektromos autókra.

A Prius hosszú távú sikere bizonyítja, hogy a benzinmotor és az elektromos hajtás harmonikus együttműködése nemcsak lehetséges, hanem rendkívül hatékony és fenntartható megoldás is.

A Toyota az autóipari zöldülés motorjaként az elmúlt évtizedekben megtartotta vezető szerepét az elektromos meghajtások fejlesztése terén, és nem csupán a világ legfejlettebb, ötödik generációs öntöltő hibrid elektromos meghajtását, de a világ leghatékonyabb plug-in hibrid elektromos hajtását, akkumulátoros elektromos hajtását és hidrogén üzemanyagcellás elektromos meghajtását is a zöld autózás szinonimájának tekintett japán autógyártó jegyzi.

A Toyota ma a Los Angeles-i Autószalonon és Japánban leleplezte az ikonikus, trendszetter modell ötödik generációját. Innovációk hosszú sora ölt testet a valaha készült leghatékonyabb, ötödik generációs Priusban, amely Európában kizárólag plug-in hibrid elektromos meghajtással lesz elérhető. Mindehhez lenyűgöző, esszenciálisan aerodinamikus formaterv társul amely a magával ragadó vezetési élmény ígéretét hordozza magában.

A Toyota a mai napon új fejezetet kezd meg a Prius történelmében: mérnöki innovációk sorával és különösen látványos formatervvel ünnepelheti világpremierjét az ötödik generációs modell. Újtechnológiás úttörőként a Prius mindig is a többi modellsorozat jövőjét is inspirálta, az új generáció pedig ebben a szellemben folytatja az utat. Bemutatja a Toyota új generációs plug-in hibrid elektromos rendszerét, amely fokozott teljesítménnyel és megnövelt kapacitású akkumulátorral áll rajthoz.

A Prius karakteres megjelenése új, még dinamikusabb szintre emelkedik a kupészerű sziluettnek köszönhetően, amely erőteljes emocionális érzelmeket vált ki. A Toyota New Global Architecture (TNGA) család második generációs GA-C platformja az elődnél könnyebb és merevebb alapokat biztosít az ötödik generációs modell számára.

Az új generációs hibrid rendszer a plug-in hibrid Prius sokoldalú vezetési élményének evolúcióját jelképezi, még nagyobb teljesítményt és hatékonyságot felmutatva. A TNGA 2.0l benzinmotor teljesítménye 148 lóerő (111 kW), amelyhez egy új, 160 lóerős (120 kW) elektromotor csatlakozik, összesítve 223 lóerős (164 kW) rendszerteljesítményt rendelkezésre bocsájtva.

A jelenlegi generációs plug-in hibrid verziójának 122 lóerős (90 kW) teljesítményéhez viszonyítva különösen nagyot ugró teljesítmény erőteljes és gyors reakciójú gyorsulást biztosít. Annak érdekében, hogy a hétköznapok legtöbb útját EV üzemmódban tehesse meg, a modell tisztán elektromos hatótávja több mint 50 százalékkal nagyobb, mint a jelenlegi generáció esetében. Mindez az új, 13,6 kWh-s lítium-ion akkumulátornak köszönhető, amelynek fokozott energiasűrűsége, ezáltal kompaktabb mérete optimalizált elhelyezhetőséget biztosít a hátsó ülések alatt, csökkentve a modell súlypontját.

A Prius második generációja óta jelenlévő, jellegzetes profil továbbfejlődött, elegáns, modern vonalakat felmutatva. A lágyabb, ívelt sziluett kialakulásában az 50 mm-rel csökkentett szabad magasság, a tető csúcspontjának hátratolása és a nagyobb méretű, akár 19 colos kerekek is közrejátszanak. A szükségtelen formai megoldások és vonalak eltüntetésével letisztult, egyértelmű formaterv alakult ki, amelyet a levegő természetes áramlása inspirált. A karakteres megjelenést tovább fokozza az előző generációhoz képest 50 mm-rel hosszabb tengelytávolság. Ugyanakkor a modell teljes hosszúsága 46 mm-rel csökkent. Az elődnél 22 mm-rel nagyobb szélességével az új Prius kiállása még dinamikusabb, elöl pedig a kalapácsfej motívum elegánsan összefonódik a fényszórókkal, karakteres, jól megkülönböztethető formákat létrehozva.

A fekete alapszínű belső tér három területre oszlik a Prius új, „Sziget Architektúrájának” megfelelően: a vezetői modulra, a lebegő hatású műszerpanelre és a környező kezelőszervekre. A belső tér a vezető és az utasok számára is különösen tágas; a stílusos, jó minőségű anyagokat harmonikus betétek színesítik, céltudatos, dinamikus összhatást alkotva. A vezetői modul központi szereplője egy hétcolos, TFT LCD képernyő, amely közvetlenül a látótérben helyezkedik el, elősegítve, hogy a vezető tekintete az úton maradjon. Az új kialakítású műszercsoport a kényelmes használhatóságot részesíti előnyben, egyértelmű kezelhetőségével a lehető legkisebb mértékben elvonva a vezető figyelmét.

A Toyota hibrid modelljei világszerte egyre népszerűbbek.

A hibridek és a plug-in hibridek nagyon hasonló technológiával működnek - de van egy fontos különbség. A Toyota plug-in hibridek nagyobb akkumulátorokkal rendelkeznek, mint a hibrid autók, így képesek a rövidebb utak megtételére kizárólag elektromos árammal, EV üzemmódban. Ha hosszabb út során lemerül az akkumulátor, a Toyota plug-in hibridek zökkenőmentesen átkapcsolnak a kombinált benzines és elektromos üzemmódra, és menet közben feltöltik az akkumulátort, hogy eljussanak az úti céljukhoz.

Egy plug-in hybrid feltöltéséhez több megoldás közül is választhat. Használhatja az otthoni, normál konnektort (10 A), amivel a töltés körülbelül egy éjszaka alatt kényelmesen megoldható, és többnyire gazdaságosabb is.

A plug-in hibridek több módon is pénzt takarítanak meg tulajdonosaiknak. A Toyota plug-in hibridek akkumulátorait úgy terveztük meg, hogy ugyanolyan sokáig működjenek, mint maga a jármű. Az Ön nyugalma érdekében mindegyik akkumulátorhoz 5 év/100.000 kilométer* garanciát kínálunk, ami - az évenkénti Hibrid Állapotfelmérés elvégzésével - akár 10 évre is meghosszabbodhat.

Továbbra is fejlesztettük hibrid technológiánkat, mivel az egyedülálló módon járulhat hozzá a karbonsemlegesség megvalósításához. A hibrid elérhető, praktikus, és lehetővé teszi az ügyfelek számára, hogy azonnali CO2-csökkentést érjenek el. Mindezt anélkül, hogy gyakorlati és szokásokkal kapcsolatos akadályokat kellene leküzdeni.

Bemutattuk az 5. generációs hibrid rendszerünket, amely a hatékonyság és a vezethetőség további fokozására összpontosít. Kompaktabb alkatrészek használatával csökkenti az összméretet és a tömeget is.

Generáció	Év	Benzinmotor	Elektromos motor	Összteljesítmény	Akkumulátor
1.	1997	1.5L, 58 LE	40 LE	N/A	NiMH
2.	2004	1.5L, 76 LE	67 LE	N/A	NiMH
3.	2009	1.8L, 98 LE	80 LE	136 LE	NiMH
4.	2015	N/A	N/A	N/A	Li-ion (PHEV)
5.	2023	2.0L, 148 LE	160 LE	223 LE	Li-ion (PHEV, 13.6 kWh)

A Toyota Prius generációinak összehasonlítása.

A Toyota Prius ideális autó a városba. Hatékony és dinamikus, 223 lóerős plug-in hibrid hajtásláncának köszönhetően tökéletes a mindennapi ingázáshoz.

A Toyota a Prius, a hibrid forradalmat elindító modell 25. születésnapját ünnepli. A Toyota továbbra is arra törekszik, hogy egy olyan világot hozzon létre, amelyben alacsonyabb károsanyag-kibocsátással élhetünk, és ennek érdekében új ötletekkel oldja meg a régi problémákat.

Az 1990-es évek közepén kezdtük el a hibrid járművek fejlesztését, amikor Takeshi Uchiyamada egy csapat élén egy 21. századi autót fejlesztett ki. Egy olyan autót, amely csökkenti a CO2 és más szennyező anyagok kibocsátását. Ennek eredményeként 1997-ben bemutatták a Prius hibridet, és a teljes hibridkínálatunk ma már 44 modellt vonultat fel.

HEV modelljeink európai eladásai átlépték a négymilliós határt, és a Toyota európai eladásainak többségét teszik ki. A Toyota és a Lexus márkákon belül 18 különböző HEV modellt kínálunk. Öntöltő hibridjeink lehetővé tették számunkra, hogy folyamatosan túlteljesítsük az EU CO2-célkitűzéseit.

Ezek az ügyfelek számára elérhető, alacsony károsanyag-kibocsátású járműveket biztosítanak olyan régiókban, ahol jelenleg nincs meg a kellő infrastruktúra a ZEV típusok számára. Folyamatosan továbbfejlesztettük öntöltő hibrid technológiánkat, amely a vezetési körülményekhez alkalmazkodva optimális hatékonyságot biztosít.

Városi közlekedés során HEV-ink a megtett út akár 75 százalékát is képesek zéró károsanyag-kibocsátással megtenni.