Jakie są rodzaje napędów ekologicznych na rynku?
Napędy oferowane przez Toyotę
Inne napędy ekologiczne dostępne na rynku
Co to jest pełna hybryda (HEV)?
W skład pełnego napędu hybrydowego Toyoty wchodzą:
- wydajny silnik benzynowy,
- przekładnia planetarna z silnikiem elektrycznym i generatorem,
- akumulator o wysokim napięciu,
- jednostka sterująca z inwerterem i konwerterem.
Wszystkie te urządzenia cały czas automatycznie ze sobą współpracują w celu osiągnięcia optymalnego przepływu energii dla jak najlepszej wydajności jazdy. W rezultacie pełna hybryda może używać wyłącznie silnika elektrycznego, poruszać się na samym silniku benzynowym albo korzystać z obu tych źródeł jednocześnie. Co jednak najważniejsze, silnik elektryczny odzyskuje energię z hamowania i przekazuje jej nadwyżki do akumulatora, którego w ogóle nie trzeba ładować.


Silnik benzynowy

Przekładnia planetarna z silnikiem elektrycznym i generatorem

Akumulator o dużym napięciu

Jednostka sterująca z inwerterem i konwerterem
Niezwykle efektywna, dynamiczna i wydajna jednostka benzynowa Toyoty pracująca w cyklu Atkinsona zapewnia potrzebną moc w każdych warunkach jazdy i w tym samym czasie zasila generator w celu ładowania akumulatora. Silniki benzynowe Toyoty z serii Dynamic Force oferują najlepszą w klasie sprawność cieplną sięgającą nawet 40%, co przekłada się na niskie zużycie paliwa w trybie hybrydowym.
Kompaktowa przekładnia planetarna rozdziela moc między silnikiem benzynowym i elektrycznym, pozwalając na jednoczesne napędzanie kół i ładowanie akumulatora za pomocą generatora. Zastępuje klasyczną skrzynię biegów, zapewniając nieskończoną liczbę przełożeń dopasowanych do aktualnych warunków drogowych. Dzięki niej silnik elektryczny przekazuje maksymalny moment obrotowy na koła i odzyskuje energię z hamowania.
Lekki i niewielki akumulator hybrydowy Toyoty to bateria trakcyjna najnowszej generacji typu niklowo-wodorkowego (NiMH) lub litowo-jonowego (Li-ion). Nie wymaga ona ładowania, ponieważ proces ten zawsze odbywa się automatycznie podczas zwalniania i hamowania, a w razie potrzeby także za sprawą generatora przez silnik benzynowy.
Jednostka sterująca w układzie hybrydowym pełni kluczową funkcję przekaźnika prądu między akumulatorem a zespołem napędowym. Inwerter z konwerterem „boost” z jednej strony przetwarza energię mechaniczną pochodzącą z silnika elektrycznego na prąd stały do akumulatora, a z drugiej adaptuje napięcie dostarczane silnikowi elektrycznemu w celu zwiększenia wydajności. Możliwość zwiększenia napięcia z poziomu jednostki sterującej znacznie odciąża akumulator, który dzięki temu może być dużo lżejszy i mniejszy.
Najistotniejsze parametry hybryd

Wysokie napięcie

Niskie natężenie prądu

Mocny silnik elektryczny

Sprawny zespół inwertera
Dzięki niemu samochód jest napędzany z niskim natężeniem prądu, co ma wiele zalet (patrz: Niskie natężenie prądu). Dodatkowo wysokie napięcie układu pozwala osiągać dużą moc maksymalną silników elektrycznych, co sprawia, że napęd jest dynamiczniejszy i jazda elektryczna może się odbywać także przy wysokich prędkościach.
To prąd, a nie wysokie napięcie, jest nośnikiem ładunku i głównym źródłem ryzyka związanego z użytkowaniem instalacji elektrycznych. W celu zapewnienia bezpieczeństwa, a także ze względu na efektywność i trwałość napędu, natężenie prądu w układzie hybrydowym powinno być jak najmniejsze. Niski prąd gwarantuje mniejsze straty w uzwojeniu, a co za tym idzie – wolniejsze wyładowywanie baterii trakcyjnej. Dodatkowo niskie natężenie prądu ogranicza ryzyko przegrzania układu i usterek napędu hybrydowego, a także wymaga mniejszej średnicy przewodów w instalacji, co z kolei redukuje koszty i wagę układu.
Silniki elektryczne charakteryzują się wysokim momentem obrotowym dostępnym od samego startu. Aby jednak układ hybrydowy mógł nam towarzyszyć nie tylko w mieście, ale także w dłuższych trasach, pojazd powinien być wyposażony w silnik elektryczny o wysokiej mocy, który sprosta oporom zwiększającym się wraz z prędkością. Dodatkowo prędkość obrotowa takiego silnika powinna być wystarczająco duża, aby samochód mógł poruszać się w trybie bezemisyjnym, np. na drogach szybkiego ruchu.
Pełni funkcję serca układu hybrydowego, które pozwala na przepływ energii pomiędzy baterią trakcyjną a silnikami elektrycznymi. Falownik zamienia prąd stały (z baterii trakcyjnej) na zmienny (potrzebny do zasilania silnika elektrycznego) oraz wykonuje tę czynność w odwrotnym kierunku podczas ładowania baterii. Istotne jest, aby układ ten był niezawodny i działał bardzo szybko, ponieważ musi sprostać zmieniającym się w każdej chwili warunkom na drodze. Jeśli zespół falownika jest ponadto wyposażony w dodatkowy konwerter typu „boost”, możliwe jest zwiększanie napięcia trafiającego do silnika elektrycznego. Pozwala to na zmniejszenie prądu, ale także na zmniejszenie napięcia baterii, co w efekcie przekłada się na redukcję jej rozmiarów i masy.
Co to jest hybryda plug-in według Toyoty?
Hybryda plug-in posiada wszystkie zalety pełnej hybrydy, a ponadto ma większy zasięg jazdy na samym silniku elektrycznym i można ją doładować z zewnętrznego źródła prądu. Modelem tego typu jest dynamiczna Toyota RAV4 Plug-in Hybrid o łącznej mocy 306 KM.

Co to jest napęd wodorowy?
Opracowany przez Toyotę napęd elektryczny z wodorowymi ogniwami paliwowymi wytwarza energię dzięki połączeniu wodoru i tlenu. Jedynym efektem ubocznym tego jest woda. Dodatkowo proces ten jest kontrolowany za pomocą technologii hybrydowej, co pozwala na odzyskiwanie i magazynowanie energii powstałej podczas jazdy i hamowania. Napęd wodorowy jest już dostępny w masowo produkowanym modelu Toyoty – Mirai.

Co to jest napęd elektryczny?
Pierwszy hybrydowy model Toyoty – Prius – debiutował na rynku w 1997 roku. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu zdobywanemu na drogach całego świata możemy tworzyć jeszcze lepsze samochody wykorzystujące energię elektryczną jako źródło napędu. Pierwszy elektryczny samochód japońskiej marki – Toyota bZ4X – wytycza drogę, którą podążą kolejne generacje pojazdów elektrycznych. Model ten stanowi połączenie solidnej konstrukcji dynamicznego SUV-a z najlepszym w swojej klasie napędem na cztery koła.
