Dlouhá historie vývoje hybridů u Toyoty
Historie baterií a elektromotorů v sériově vyráběných modelech Toyoty sahá do roku 1997, kdy se objevila hybridní Toyota Prius. Bylo to vyspělé pohonné ústrojí založené na spolupráci benzinového motoru s elektromotorem a s druhým elektromotorem, který plnil především funkci generátoru. Jejich práci řídila programovatelná řídící jednotka prostřednictvím jedinečné planetové převodovky. Nevyužitá energie vyrobená generátorem se ukládala do baterie.
Moderní hybridy čtvrté a páté generace fungují na stejném principu jako u původního Priusu, ačkoli jednotlivé komponenty systému jsou mnohem menší, lehčí a účinnější a software řídí celek tak, aby byl vůz co nejčastěji využíval pouze bezemisní elektromotor.
Pátá generace hybridního pohonu je navržena pro vyšší výkon a dynamiku. Výkon systému 1.8 se zvýšil ze 122 koní na 140 koní a systém s motorem 2.0 má nyní výkon 196 koní namísto 184 koní. Corolla s novým hybridním systémem 1.8 bude v roce 2023 schopna zrychlit na stovku za 9,2 sekundy, tedy o 1,7 sekundy rychleji než model z roku 2022. Výkonnější verze Corolly zvládne sprint na stovku za 7,5 s. O vyšší výkon se mimo jiné zasloužila vylepšená lithium-iontová baterie, jež je nejen menší a lehčí až o 18 kg, ale také výkonnější a účinnější. Již nyní je hybridní pohon páté generaci dostupný v nejnovějším modelu Toyota Corolla Cross, který v těchto dnech přijíždí na český trh.
Toyota Corolla Cross - Japonci překvapili s dalším SUV | foto: Toyota
Hybridy, auta s trakční baterií, ale bez zástrčky
V 90. letech minulého století nebyly baterie ani nabíjecí systémy tak účinné jako dnes, takže auto nabíjené ze zásuvky nebylo příliš praktické. Toyota se přesto rozhodla uvést na trh elektrifikovaný vůz, přišla ale s kombinací spalovacího a elektrického motoru se schopností jízdy v elektrickém režimu s nulovými emisemi, nabíjením trakční baterie za jízdy a využíváním energie vzniklé při brzdění.
Dalším zdrojem energie v hybridním voze je systém optimalizace spalovacího motoru, který udržuje motor v nejpříznivějším rozsahu otáček. Spalovací motor pohání kola, ale přebytečná energie se ukládá do baterie. To vede k nižšímu spalování a menšímu opotřebení motoru.
Dodávání energie elektromotoru, který pohání automobil, je hlavní, nikoli však jedinou funkcí baterie. Energii z něj čerpá i veškerá palubní technika, od elektrického ovládání oken a zrcátek až po multimediální systémy, klimatizaci a systémy aktivní bezpečnosti. Řidič tak může během delší zastávky používat klimatizaci nebo rádio, aniž by musel zapínat spalovací motor.
Toyota RAV4 Plug-in Hybrid | foto: Petr Boháč
Plug-in hybrid – výkon 306 koní
Když se na trhu objevila RAV4 Plug-in hybrid, překvapila svým výkonem 306 koní, což je až o 84 koní víc než u modelu RAV4 hybrid. Zároveň se však výkon jednotlivých motorů oproti klasické hybridní verzi nezměnil. Tento rozdíl je výsledkem mnohem větší a výkonnější baterie s kapacitou až 18,1 KWh.
Když RAV4 Plug-in hybrid debutovala na trhu, mnoho komentátorů se ptalo, zda bude nový model schopen udržet výkon nad 300 koní, pokud se vybije baterie. Zkušenosti ukazují, že úroveň nabití akumulátoru nemá žádný vliv na výkon generovaný pohonem.
Baterie si totiž zachovává nejméně 20 procent své kapacity, takže i po tzv. vybití má v sobě uloženo dvakrát více energie než plně nabitá baterie v hybridním protějšku. Díky tomu je vždy připraven poskytnout elektromotorům dostatek výkonu, aby byl vůz stejně rychlý a svižný jako s plně nabitou baterií a mnohem dynamičtější než standardní RAV4 hybrid. Další výhodou plug-in hybridu od Toyoty je, že jeho konstrukce vychází z plně hybridního systému. Po vyčerpání externě nabíjeného proudu je vůz stále mimořádně úsporný, neboť pracuje v klasickém hybridním režimu. Energie získaná při brzdění, uložená ve velké baterii, umožňuje stejně často jezdit pouze na elektromotor jako v jiných hybridech této značky.
Toyota bZ4X | foto: Toyota
Elektromobil s dojezdem až 500 km a zrychlením za 6,9 sekundy
U elektromobilů je jediným zdrojem energie baterie. V Toyotě bZ4X má lithium-iontová baterie s vysokou hustotou energie kapacitu až 71,4 kWh. Verze vozu s předním pohonem a plně nabitou baterií má dojezd až 516 km a účinnost 143,2 Wh/km (7 km/kW). Verze s pohonem všech kol ujede až 470 km při spotřebě 158 Wh/km (6,3 km/kW). Velmi dlouhý dojezd není dán pouze kapacitou baterie a účinností pohonu. Toyota zvolila také další prvky, jako je rekuperační brzdový systém a volitelná solární baterie na střeše, která ve slunečném podnebí prodlouží dojezd vozu o dalších 1800 km ročně.
Toyota Mirai - průkopník na poli pohonu vodíkem | foto: Toyota
Bezemisní elektrárna na vodík jménem Mirai
U vodíkových vozů, jejichž reprezentantem je Toyota Mirai, je hlavním zdrojem energie pro elektromotor vodíkový palivový článek. Toto moderní zařízení vyrábí elektřinu reakcí vodíku a kyslíku, kdy jediným vedlejším produktem je voda. Mirai dostal baterii se stejnou kapacitou a funkcí jako v hybridech. Díky tomu funguje palubní zařízení i při vypnutém motoru, aniž by spotřebovávalo vodík, a využívá energii získanou při brzdění. Proud z baterie jde také do motoru a podporuje palivové články.
Lithium-iontová baterie Mirai z Lexusu LS500h nahrazuje nikl-hydridovou baterii z předchozí generace. Je menší, energeticky úspornější a výkonnější. Její hmotnost se snížila ze 46,9 na 44,6 kg a maximální výkon stoupl o více než 20 %. Menší rozměry baterie umožnily její přemístění za opěradlo zadních sedaček, kde neubírá prostor ani v kabině ani v zavazadlovém prostoru.
