Milyen alternatív hajtások közül választhatunk?
A környezetbarát és üzemanyag-takarékos hajtómű-alternatívák között jelenleg a Toyota full hybrid és plug-in hibrid technológiával felszerelt gépjárművei a legnépszerűbbek, többek között könnyű használatuk és kivételes megbízhatóságuk okán. Bár a tisztán elektromos járművek is egyre népszerűbbek, rohamos elterjedésüknek továbbra is gátat szab az infrastruktúra hiánya és a töltés lassúsága. A Toyota a közelmúltban indította el hidrogén üzemanyagcellás modellje, a Toyota Mirai sorozatgyártását, amely teljesen új távlatokat nyit az világ autóiparának jövője előtt.
Mi az a FULL HYBRID?
A Toyota Full Hybrid meghajtás az alábbi részegységekből áll:
- hatékony benzinmotor,
- bolygókerekes váltómű villanymotorral és generátorral,
- nagyfeszültségű akkumulátor,
- motorvezérlő egység inverterrel és átalakítóval.
A fenti alkatrészek azért működnek összhangban egymással, hogy optimális energiaáramlást biztosítsanak, és garantálják az autó leghatékonyabb működését. A full hybrid járművek haladáskor vagy az elektromos meghajtást vagy a benzinmotort, vagy pedig a két erőforrás kombinációját alkalmazzák. Ami a legfontosabb, hogy fékezéskor az elektromotor visszanyeri azt a mozgási energiát, ami egyébként elveszne. A keletkező többletenergiát az elektromotor az akkumulátorhoz továbbítja, hogy a hibrid rendszer azt később újra hasznosítsa.
A benzinmotor
Bolygókerekes váltómű
Nagyfeszültségű akkumulátor
Motorvezérlő egység inverterrel és átalakítóval
Az Atkinson-ciklusú, rendkívül hatékony, dinamikus és takarékos benzinmotor feladata, hogy meghajtsa az autó, illetve hogy a generátoron keresztül töltse az akkumulátort. A Toyota Dynamic Force benzinmotorjai kategóriájuk leghatékonyabb erőforrásai, amelyekkel akár 40%-os energiaátalakítási hatékonyság is elérhető, ami hibrid üzemmódban alacsony üzemanyag-fogyasztással jár.
A kompakt bolygókerekes váltómű végzi az erőmegosztást a benzines és az elektromotor között, elősegítve ezzel az energiaátadást a kerekek felé az akkumulátor egyidejű töltésével. Ez az egység helyettesíti a hagyományos sebességváltót, végtelen számú sebességfokozatával harmonikusan alkalmazkodva a vezetés mindenkori körülményeihez. A bolygókerekes váltóműnek köszönhetően az elektromotor egyenletesen adja át nyomatékát a kerekeknek, és képes kihasználni a regeneratív fékezés lehetőségét.
A nikkel-fém-hidrid (NiMH) vagy a lítium-ion (Li-ion) típusú könnyű és kompakt hibrid akkumulátorok feltöltéséhez nem szükséges külső hálózati áramforrás. A töltési folyamat automatikus, amit a regeneratív fékezés vagy a lassulás hoz működésbe. Az akkumulátort a benzinmotor a generátor segítségével tölti.
A hibrid meghajtás legfontosabb vezérlőegysége osztja el az energiát az akkumulátor és a hajtáslánc között. A „boost” átalakítóval is ellátott inverter az elektromotor mechanikus energiáját egyenárammá alakítja át, az elektromotor optimális töltésének megfelelően szabályozva a feszültséget a maximális hatékonyság érdekében. A motorvezérlő egység feszültségszabályozásának köszönhetően kisebb méretű akkumulátorokat lehet beépíteni.
Legfontosabb tények a hibridekkel kapcsolatban
Magas feszültség
Alacsony áramerősség
Nagy teljesítményű elektromotor
Hatékony inverter
A magas feszültség létrehozása az alacsony amperszám (lásd még: alacsony áramerősség) mellett számos előnnyel jár. A magas feszültség az elektromotor teljesítményét maximalizálja, amely dinamikusabb vezetési élményt nyújt a magasabb sebességtartományokban.
A töltés hatékonyságát nem a feszültség, hanem az áramerősség szabja meg, ami viszont veszélyeket rejthet magában az elektromos berendezések üzemeltetésénél. A autó biztonságos, takarékos és megbízható működése érdekében az áramerősséget a lehető legalacsonyabb szinten kell tartani. Alacsony áramerősség esetén kisebb a veszteség az elektromotorokban, ami lassítja a hajtóakkumulátor lemerülését. Továbbá az alacsony áramerősség csökkenti a túlmelegedés kockázatát, ami kisebb átmérőjű kábelek alkalmazását teszi lehetővé, csökketntve a hibrid hajtású járművek össztömegét.
Az elektromotor már alapjárattól nagy nyomatékkal indít. Ahhoz, hogy a hibrid hajtás előnyeit ne csak a városban, hanem a közutakon is ki lehessen használni, az elektromotornak elég energiát kell leadnia ahhoz, hogy legyőzze a nagyobb tempóval arányosan fellépő ellenállást. Emellett viszont a fordulatszámnak elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy az autó akár autópályán is károsanyag-kibocsátás nélkül közlekedhessen.
Az inverter a hibrid hajtás szíve. A berendezés az elektromos energia áramlását szabályozza a hajtóakkumulátor és az elektromotor között. A berendezés az egyenáramot (a hajtóakkumulátor felől) az elektromotor hajtáshoz praktikusabb váltóárammá alakítja át, és ugyanezt végzi el ellentétes irányból, amikor az akkumulátort kell elektromos árammal töltenie. Az energiatakarékos működés érdekében a rendszer villámgyors váltásokat hajt végre, így alkalmazkodik a közlekedés gyorsan változó körülményeihez. Amennyiben az invertert egy úgynevezett „boost” átalakítóval is ellátják, akkor az elektromotorba áramló elektromos feszültség még tovább növelhető, aminek köszönhetően csökken az energiafogyasztás, és kisebb, könnyebb akkumulátor kerülhet a gépjárműbe.
Mi az a plug-in hibrid?
A plug-in hibrid autók a full hybrid technológiával felszerelt járművek összes előnyén túl még nagyobb elektromos hatótávolságra képesek, köszönhetően a külső hálózatból feltölthető, nagyobb akkumulátornak. A Toyota plug-in hibrid technológiája jelenleg a RAV4 és a Prius típusokhoz elérhető, amelyek napelemmel is rendelkeznek, hogy még több zöld energiával tegyék hatékonyabbá az alacsony emissziójú közlekedést.
Mi jellemzi a hidrogénüzemű elektromos járműveket?
A Toyota saját fejlesztésű hidrogénüzemű elektromos járművei üzemanyagcellákban állítják elő a hajtáshoz szükséges energiát hidrogén és oxigén egyesítésével; a reakció egyetlen mellékterméke a tiszta víz. A teljes folyamatot a Toyota hibrid hajtásnál már jól bevált motorvezérlő rendszer irányítja, lehetővé téve a regeneratív fékezésből származó energia tárolását – éppúgy, mint a hibrideknél. Az üzemanyagcellás hajtás jelenleg a sorozatgyártású Toyota Miraiban elérhető.
