Оптимізація повної гібридної групи та нової літієвої батареї
Повна гібридна силова установка Prius + поєднує в собі 1,8-літровий бензиновий двигун VVT-i, потужний електродвигун, генератор, високоефективний літій-іонний акумулятор, силову електроніку та розподільник потужності.
Система HSD використовує потужність теплових та електричних двигунів, незалежно від того, працюють вони в тандемі або незалежно один від одного, щоб оптимізувати їх ефективність та оптимізувати дорожні характеристики та витрату палива.
при гальмуванні та гальмуванні електродвигун поводиться як генератор великої потужності: він відновлює кінетичну енергію - зазвичай розсіюється у вигляді тепла - і зберігає її в електричній формі у високоефективній гібридній батареї.
Електроннокерована безступінчаста коробка передач (E-CVT) управляється без механічного зв’язку за допомогою електронного перемикача передач.
Як і Prius III, Prius + має три режими їзди "на замовлення", які розширюють діапазон можливостей цього рушія - включаючи режим EV, ексклюзивний для двигунів Full Hybrid, що дозволяє надто тиху роботу при використанні лише електродвигуна, що це означає, не споживаючи ні краплі палива, ні викидаючи CO2, NOx або PM.
Компактна та потужна літій-іонна батарея
Prius + відкриває нові можливості, замінюючи нікель-метал-гідридний (Ni-MH) акумулятор на літій-іонний (Li-ion) акумулятор - безпрецедентний для Toyota Full Hybrid, що не заряджається. Розміщений всередині центральної консолі, між передніми сидіннями, він значно легший та компактніший у порівнянні з Prius.
Нещодавно розроблений, він має лише 56 елементів, розділених на два вертикальних штабелі, що значно зменшує розмір і вагу: 34 кг, або на 8 кг менше, ніж у Prius.
Незважаючи на ці зменшення розміру та ваги, номінальна напруга залишається незмінною при 202 В, а потужність однакова (37 к.с.).
1,8-літровий цикловий двигун Аткінсона та вдосконалений блок рекуперації тепла
Легкий, надкомпактний, 4-циліндровий бензиновий двигун Аткінсона об'ємом 1798 куб. См розвиває максимальну потужність 99 к.с. при 5200 об/хв і максимальний крутний момент 142 Нм при 4000 об/хв.
У поєднанні з системою рециркуляції вихлопних газів (EGR) охолодження прийняття циклу Аткінсона дозволяє значно скоротити споживання та викиди.
У двигунах, що працюють за циклом Аткінсона, впускні клапани залишаються відкритими набагато довше, щоб затримати фазу стиснення. Тоді коефіцієнт розширення перевищує ступінь стиснення, що призводить до менших втрат енергії на вході та вихлопі та кращого перетворення енергії згоряння в корисну механічну енергію. Отже, температура вихлопних газів цього типу двигунів нижча, ніж у звичайних двигунів. Що стосується системи рециркуляції, вона повторно вводить охолоджені вихлопні гази у систему впуску, що ще більше знижує робочу температуру теплового двигуна.
Спільними діями ці технології обмежують випадки, що вимагають охолодження шляхом «збагачення бензином», щоб захистити каталітичний нейтралізатор від пошкоджень, спричинених перегріванням. Тому вони зменшують споживання та викиди.
Для покращення комфорту пасажирського салону та споживання палива в холодну погоду тепло від теплового двигуна регенерується з вихлопних газів за допомогою переробленого рециркуляційного пристрою, пов'язаного з електричним водяним насосом. Електрична система замінює звичайний приводний ремінь цього насоса, щоб зменшити механічні втрати. Таким чином, потік теплоносія контролюється точніше, що також сприяє економії палива.
Через клапан, інтегрований у вихлоп, ця система перенаправляє гази для нагрівання охолоджуючої рідини двигуна при запуску.
Порівняно з гомологічною системою Prius III, вона важить на 33% менше та збільшує ефективність на 27%. Точніше, оскільки тепер можна передавати більше тепла від вихлопу до охолоджуючої рідини, що знаходиться в теплообміннику, підвищення температури теплового двигуна помітно швидше, особливо в холодну погоду. Це дає можливість швидше обігрівати салон, одночасно підвищуючи ефективність роботи гібридного агрегату та його економність.
E-CVT гібридна коробка передач
Завдяки об’єднанню електродвигуна, генератора, розподільника потужності та двоступеневого редуктора під легким та надзвичайно компактним корпусом трансмісії (розмір порівнянний із розміром звичайної коробки передач), коробка передач є основною частиною системи Hybrid Synergy Drive ® .
Він має багатофункціональну шестерню, що включає чотири типи шестерні - включаючи двоступеневий механізм зменшення - отже, його легкість і велика компактність.
Щоб компенсувати прибавку у вазі Prius + порівняно з Prius III, коефіцієнт осі коротший, переходячи з 3,498 до 3,704, щоб зберегти порівнянне прискорення.
82 к.с. електродвигун/генератор
Високоефективний електродвигун/синхронний генератор із постійним магнітом потужністю 82 к.с. працює в тандемі з двигуном внутрішнього згоряння, щоб збільшити прискорення, і керує приводними колесами самостійно, коли Prius + знаходиться в повному електричному режимі електромобіля.
Щоб зберегти економію палива, незважаючи на збільшення ваги порівняно з Prius III, система охолодження електродвигуна вже не повітря, а вода.
Цей електродвигун забезпечує миттєву потужність від нульової швидкості та максимальний крутний момент 207 Нм. Максимальна напруга живлення 650 В постійного струму дозволила знизити робочий струм, а отже і нагрів, на користь ефективності системи HSD.
силова електроніка
Такого ж розміру, як 12-вольтовий акумулятор, силова електроніка Hybrid Synergy Drive ® складається з підсилювача, інвертора та перетворювача постійного/постійного струму.
Керована електромоторним комп'ютером, який сам управляється комп'ютером з гібридною системою, силова електроніка підвищує напругу постійного струму гібридної батареї та перетворює її в змінний струм для живлення електродвигуна.
На негібридних транспортних засобах генератор змінного струму заряджає допоміжний акумулятор. Але оскільки останні не можуть працювати на фазах відключення теплового двигуна, тому необхідно обладнати повністю гібридні транспортні засоби (Full Hybrid) із системою заміни. Ось чому блок Hybrid Synergy Drive ® включає перетворювач постійного/постійного струму, який знижує високу напругу 202 В від акумулятора до 14 В для живлення аксесуарів та підзарядки допоміжної батареї.
Вистави
Силова установка Prius + Hybrid Synergy Drive ® додає до 99 к.с. 1,8-літрового бензинового двигуна 82 к.с. електродвигуна, щоб досягти максимальної потужності 136 к.с. Автомобіль поступово розганяється від 0 до 100 км/год за 11,3 секунди і має максимальну швидкість 165 км/год (на трасі).
Його екологічні показники виграють завдяки зразковій аеродинаміці та дуже розумній вазі, що дозволило їй витратити 4,1 л/100 км [1] та норму СО2 96 г/км 1, що не має аналогів у цьому сегменті.
Як працює Hybrid Synergy Drive ®
Незалежно від подорожі, система Toyota Hybrid Synergy Drive ® працює в різних режимах для оптимізації паливної ефективності Prius +:
при нерухомому режимі тепловий двигун автоматично вимикається для економії палива. На фазах низької ефективності двигуна - наприклад, при запуску та від низької до середньої швидкості - автомобіль автоматично переходить у режим EV (лише на електродвигуні) - таким чином уникаючи викидів CO2 та NOx.
За нормальних умов руху розподіл потужності між двигунами внутрішнього згоряння та електричними двигунами постійно регулюється з метою оптимізації співвідношення продуктивності та споживання палива.
За допомогою електронно керованого гальмування ЕЦБ електродвигун поводиться як генератор великої потужності під час уповільнення та гальмування - фази, під час яких він відновлює кінетичну енергію (зазвичай розсіюється у вигляді тепла) і зберігає її в електричній формі у високопродуктивній гібридній батареї. Цей пристрій для відновлення оптимізує управління енергією системи Hybrid Synergy Drive ® .
Рівень заряду акумулятора постійно управляється генератором (приводиться в дію тепловим двигуном), щоб виключити будь-яку потребу в підзарядці від зовнішнього джерела.
Три режими водіння на замовлення: унікальний досвід екологічного водіння
На додаток до НОРМАЛЬНОГО режиму приводу електронно-керованої безступінчастої трансмісії (E-CVT), новий Prius + пропонує три режими приводу на замовлення: EV, ECO та POWER, що сприяють підвищенню продуктивності та економії палива.
Ці режими також включають дуже комплексну допомогу з екологічного водіння для тих, хто хоче прийняти ще більш екологічно відповідальне водіння.
З моменту запуску та в режимі НОРМАЛЬНИЙ режим автомобіль автоматично працює в режимі EV - тобто лише на електричному двигуні - для забезпечення миттєвої потужності та надзвичайно плавної та тихої їзди, практично без шуму та вібрацій. Неможливий без технології Full Hybrid, тому цей режим водіння не існує на напівгібридних автомобілях (м’який гібрид).
У Звичайному режимі автомобіль може працювати лише від потужності електродвигуна до 70 км/год, швидкість, з якої входить в дію тепловий двигун, коли потрібна його потужність.
Але водій також може вручну вибрати режим EV. Слід визнати, що тепловий двигун все одно запуститься, якщо система вважатиме свою потужність необхідною, але цей режим на вимогу терпить набагато різкіші прискорення, не вимагаючи цього. Завдяки автономності, обумовленій зарядом акумулятора, режим EV дозволяє їздити у міських районах якомога частіше майже безшумно та без викидів CO2, NOx та твердих частинок.
Завдяки своїй 100% гібридній технології Prius + може їздити довше без викидів. Оскільки силова установка розроблена для оптимізації споживання палива, вона усуває необхідність у бензинових двигунах якомога частіше.
Внутрішні оцінки Toyota ілюструють цей потенціал. Згідно з випробуваннями, проведеними в декількох поїздках за містом та за містом, сукупний ефект повного гібридного двигуна дозволяє часто працювати без викидів: в середньому до 61% часу та 50% загальної пройденої відстані.
Оскільки лише легкий або помірний запит акселератора дозволяє утримувати тепловий двигун у спокої, цей режим водіння EV значно сприяє паливній ефективності нового Prius.+.
Режим ECO обмежує реакцію дросельної заслінки на агресивні навантаження дросельної заслінки та оптимізує роботу кондиціонера. Залежно від умов водіння, економія пального може становити близько 10%.
Режим POWER також змінює реакцію дросельної заслінки Prius +, але тут посилює потужність, щоб посилити прискорення та задоволення від їзди. Це збільшує реакцію дросельної заслінки на запити дросельної заслінки на 25%.
На додаток до цих трьох режимів водіння на замовлення, економічний пристрій для водіння Eco Drive дозволяє водію максимально використати економність системи Toyota Full Hybrid. За допомогою багатофункціонального дисплея Toyota Touch водій може стежити за потоками енергії в системі Hybrid Synergy Drive® для кожного з цих режимів - функція, яка допомагає їм прийняти розслаблений та економічний стиль водіння.