Tempo di cambiamenti anche per l'ibrida per eccellenza, la Toyota Prius. Rivisti in maniera marcata esterni ed interni, migliorata di parecchio la driveline (sia nel comparto termico che in quello elettrico) per ridurre le emissioni e migliorare le prestazioni, aumentata la dotazione di accessori tecnologici, principalmente per quanto riguarda il risparmio energetico. La gamma 2010 è articolata in 3 versioni, denominate rispettivamente Prius, Prius Active e Prius Executive, e offerte a 25.900€, 27.100€ e 32.800€ rispettivamente.
Riporto di seguito il comunicato stampa integrale della Toyota Italia:
Riporto di seguito il comunicato stampa integrale della Toyota Italia:
CS Toyota Italia
LA NUOVA PRIUS
1. STORIA, OBIETTIVI COMMERCIALI E FUTURO
— Terza generazione Prius: il risultato di oltre 30 anni di sviluppo della tecnologia ibrida
— La potenza del sistema Hybrid Synergy Drive® è aumentata del 35%, con una riduzione del 23% dei consumi e del 25% delle emissioni di CO2
— Vendute oltre l’1.2 milioni di unità nel mondo e oltre 130,000 in Europa
— Oltre 1.7 milioni i veicoli ibridi venduti nel mondo, con una riduzione di 9 milioni di tonnellate delle emissioni di CO2
— Obiettivo 2020: tutta la gamma Toyota ibrida
— Sistema Hybrid Synergy Drive® sviluppato guardando al futuro: adattabile sia a i veicoli completamente elettrici sia a quelli Fuel Cell.
‘Per consentire un ulteriore progresso da parte delle automobili anche nel 21o secolo, mi sono dato come obiettivo la ricerca di una solida soluzione per un programma di sviluppo teso a salvaguardare l’ambiente’
Takeshi Uchiyamada, Chief Engineer, First Generation Prius and Executive Vice President.
Storia
Ormai da diversi decenni l’industria automobilistica affronta tre importanti sfide ambientali: la qualità dell’aria, il cambiamento climatico, e il l’approvvigionamento di energia. Per poter salvaguardare le risorse di energia e prevenire il surriscaldamento globale è sempre più necessario un miglioramento nell’efficenza dei consumi di carburante da parte delle automobili, per poter così ridurre le emissioni di CO2 e di particolato.
Per far ciò, lo “Statuto Toyota per la Terra” dichiarava nel 1992 che ‘l’obiettivo di Toyota è quello di costruire automobili pulite e sicure per una società del benessere in un ambiente sempre più pulito.’ Nel febbraio del 1993 questo intento si concretizzava in una serie di linee guida creando il “Piano di Azione Ambientale di Toyota”. Insieme, queste iniziative hanno dato vita ad un percorso di sviluppo tecnologico che Toyota continua a seguire nella ricerca della mobilità sostenibile, attraverso lo sviluppo di eco-cars.
Basando il proprio approccio sul concetto “dell’auto giusta, nel posto giusto e al momento giusto”, Toyota segue più di un percorso per raggiungere questo obiettivo, credendo comunque nel continuo miglioramento dell’efficienza dei veicoli con motori benzina e diesel grazie ai biocarburanti e alle diverse fonti di energia, e soprattutto pensando che la tecnologia ibrida rappresenti la chiave per il 21o secolo.
La tecnologia ibrida non va considerata soltanto come un’alternativa ai motori tradizionali, ma come un supporto in grado di migliorare l’efficienza degli attuali motori. I veicoli ibridi hanno emissioni più pulite rispetto a veicoli tradizionali benzina e diesel.
Toyota studia e sviluppa sistemi di guida ibrida da oltre 30 anni. Nel 1970 Toyota ha inaugurato i propri veicoli ibridi con turbina a gas, l’S800 ed il Century, basati entrambi sulla combinazione di motori a turbina a gas e motori elettrici. La ricerca su veicoli elettrici è cominciato simultaneamente, con l’inizio del programma di sviluppo dei motori elettrici nel corso degli anni ’80.
Durante gli anni ’90 la riduzione delle emissioni di CO2, identificata come una delle azioni per ridurre il surriscaldamento globale, è diventata una questione globale nel contesto delle emissioni dei gas di scarico. Con il riconoscimento dei problemi di peso e di produzione associati all’uso delle batterie come componenti chiave dei gruppi motore, Toyota ha volto lo sguardo alle possibilità offerte da diverse tipologie di sistemi ibridi, concentrando il proprio lavoro di ricerca e sviluppo nella realizzazione di veicoli ibridi su larga scala.
Oggi, a dodici anni di distanza dal lancio della prima generazione di Prius, Toyota ha venduto più di 1.7 milioni di veicoli ibridi in tutto il mondo. Toyota rappresenta oggi l’80% delle vendite ibride globali, e fino ad ora ha contribuito ad una riduzione delle emissioni di CO2 pari a circa 9 milioni di tonnellate.
Il Progetto Prius
Il 1994 è stato l’anno in cui Toyota ha avviato il progetto G21. Lo scopo di esso era quello di creare per il 21o secolo ‘un’auto ecologica e rispettosa dell’ambiente’ che riuscisse a garantire la stessa convenienza ed il piacere di guida di un veicolo convenzionale. Gli obiettivi di sviluppo iniziali riguardavano un gruppo motore che fosse 1.5 volte più efficiente rispetto a quello della auto convenzionali con motori diesel/benzina. Al termine del progetto si è riusciti a fissare un’efficienza pari al doppio rispetto alle aspettative.
Con il passaggio dell’elettronica ad una condizione indipendente rispetto al motore, la funzione di ogni componente elettrica e meccanica diventa di fondamentale importanza per un veicolo ibrido prodotto in larga scala. Con la necessità di avere un’abilità tecnica all’avanguardia in ogni area chiave di questa tecnologia, Toyota si è impegnata a progettare, sviluppare e produrre autonomamente ogni componente del sistema ibrido, mediante lo studio di oltre 100 varianti di tale sistema durante lo sviluppo del Toyota Hybrid System (THS).
Lanciata in Giappone nel 1997 ed in Europa nel 2000, la prima generazione di Prius è stato il primo veicolo completamente ibrido prodotto su larga scala. Il nome Prius, dal latino ‘venire prima’, è diventato il simbolo di un’auto che è stata lanciata ancora prima che la sensibilità ambientale diventasse un’importante e diffusa questione sociale.
Imponendosi come pietra miliare industriale per lo sviluppo dei gruppi motore e della mobilità sostenibile, lo straordinario Toyota Hybrid System della prima generazione di Prius unisce un motore benzina 1.5 l ad un potente motore elettrico dotato di trasmissione variabile continua in grado di sviluppare una potenza massima di 72 kW/101 CV, con consumi di soli 5.1 l/100 km ed emissioni di CO2 di soli 120 g/km.
In soli tre anni Toyota è riuscita ad apportare significativi miglioramenti alla batteria, al motore elettrico ed all’inverter del sistema ibrido, e nel 2003 il sistema THS II della Prius ha adottato un convertitore di tensione che ha migliorato ulteriormente l’efficienza del sistema. La seconda generazione di Prius è migliorata ulteriormente, sviluppando una potenza di 82kW/111 CV, riducendo simultaneamente i consumi fino a 4.3 l/100 km e le emissioni di CO2 fino a 104 g/km.
La tecnologia Hybrid Synergy Drive® della nuova Prius presenta estensivi miglioramenti in questa nuova e vincente trasmissione ibrida. Il 90% delle componenti di guida ibrida sono state ridisegnate per creare un sistema più compatto e leggero ottenendo maggiore potenza, maggiore efficenza in presenza di temperature particolarmente rigide, ulteriore efficienza dei consumi ed una riduzione delle emissioni di CO2 senza precedenti.
Un nuovo motore termico 1.8 litri benzina sostituisce l’unità 1.5 l dell’attuale Prius. La potenza totale del sistema è stato incrementato fino a 100 kW/136 CV, ma con una riduzione dei consumi fino a soli 3.9 l/100 km e delle emissioni di CO2 fino a soli 89 g/km, i valori migliori del mercato e tra le berline tradizionali.
Rappresentando un’eccezionale fusione di alta tecnologia e responsabilità ecologica, il sistema serie/parallelo Hybrid Synergy Drive® di Toyota è stato fondamentale per il successo globale di Prius. Un lavoro in continua evoluzione, tre generazioni di un’auto che ha visto miglioramenti significativi, con un incremento della potenza superiore al 30%, ma anche una diminuzione dei consumi che supera il 23% e di emissioni di CO2 inferiori di circa il 26%.
Dopo il conseguimento nel 2005 da parte di Prius del premio “Car of the Year” assegnato dalla stampa europea, la tecnologia Hybrid Synergy Drive® è stata premiata nel 2004 con l’ “International Engine of the Year”, nonché del titolo di “Best fuel Economy Engine of the Year” negli ultimi cinque anni consecutivi.
La terza generazione Prius non è un modello di nicchia da valutare solo in base ad alcuni “criteri speciali”, perché nonostante presenti livelli di emissioni di CO2 più bassi rispetto ad auto appartenenti ai segmenti A e B, essa regge anche il confronto con qualsiasi concorrente del segmento D in termini di prestazioni e dinamiche di guida. L’elevata soddisfazione da parte della clientela è indicata dalle indagini condotte da JD Power in Germania, Francia e Regno Unito.
Obiettivi commerciali
L’andamento delle vendite di auto ibride sottolinea il crescente riconoscimento
del mercato automobilistico. Le vendite mondiali della seconda generazione di Prius sono più che raddoppiate tra il 2004 ed il 2008, raggiungendo le circa 285,000 unità. Allo stesso tempo in Europa nello stesso periodo si è assistito ad una moltiplicazione di oltre cinque volte le vendite, raggiungendo circa le 42,000 unità.
Alla fine del 2008, la totalità delle vendite mondiali di Prius hanno superato 1.2 milioni unità e le vendite europee si sono attestate a circa 130,000 unità.
Con un obiettivo di 60,000 unità nel 2009, le vendite europee di Prius daranno a Toyota un forte contributo per il raggiungimento dell’obiettivo di vendere all’anno un milione di veicoli ibridi entro la prima decade del 2010. In futuro è in programma il lancio di 10 nuovi modelli ibridi, e per il 2020 l’obiettivo di Toyota è quello di equipaggiare tutti i modelli della gamma con la tecnologia Hybrid Synergy Drive®.
Dopo aver già cominciato a produrre veicoli ibridi in Cina e negli Stati Uniti, Toyota intende incrementare la vendita oltreoceano raggiungendo la Tailandia e l’Australia. Toyota prevede di commercializzare la nuova generazione Prius in 80 paesi, andando così a raddoppiare l’attuale mercato di 44 paesi.
Il Futuro
Toyota è impegnata nell’ulteriore riduzione delle dimensioni, del peso e dei costi dei componenti ibridi fondamentali come il motore elettrico, gli inverter e le batterie.
Oltre a questo, il sistema Hybrid Synergy Drive® servirà come tecnologia di base da applicare a tutti i modelli futuri. Questo sistema è stato infatti specificatamente disegnato per essere ‘a prova di futuro’, ed è facilmente adattabile per un utilizzo sia in veicoli interamente elettrici che in quelli Fuel Cell.
Sono attualmente in svolgimento i test di verifica in Giappone, negli Stati Uniti ed in Europa sui Plug-in Hybrid Vehicle (PHV). Questi veicoli, sempre di marchio Toyota, funzionano come un veicolo elettrico sui tragitti più corti e come un ibrido tradizionale sulle lunghe distanze.
Come per la Prius, anche un PHV funziona mediante un motore termico a combustione interna e un motore elettrico. Ciò che differenzia i veicoli Plug-in dagli attuali moderni ibridi è una maggiore capacità della batteria, che consente una durata del tragitto con il solo motore elettrico maggiore di oltre 10 chilometri, ed una funzione di caricamento della batteria che permette a chi utilizza il veicolo di ricaricare completamente le batterie dall’esterno, utilizzando un classico dispositivo elettrico, in meno di due ore.
La più avanzata modalità EV disponibile sui PHV garantisce significativi benefici per chi la guida. Se messo a confronto con la Prius, un PHV è in grado di sfruttare con più frequenza la modalità elettrica, senza quindi alcun consumo, andando così a ridurre ulteriormente le emissioni di CO2.
Toyota ha cominciato a lavorare sui Veicoli Ibridi Fuel Cell (FCHVs) nel 1992, sviluppando nei propri impianti le celle combustibili ed i serbatoi per l’immagazzinaggio dell’idrogeno ad alta pressione. Attualmente Toyota sta applicando la propria tecnologia ibrida allo sviluppo dei FCHV, rimpiazzando i motori benzina con le celle combustibili, e attestando la propria pila Fuel Cell come leader nella tecnologia delle celle combustibili.
Il primo veicolo al mondo Fuel Cell, l’FCHV di Toyota, è stato lanciato sul mercato nel 2002, ottenendo nel 2005 la certificazione di categoria.
La generazione successiva di ibridi Fuel Cell di Toyota, l’FCHV-adv, ha garantito un miglioramento del 25% dell’efficienza dei consumi, e grazie all’utilizzo dei serbatoi sviluppati da Toyota per l’idrogeno ad alta pressione 70MPa, questi veicoli hanno un’autonomia di circa 830 km con un pieno, più del doppio rispetto al modello precedente. Oltre a ciò, i veicoli FCHV-adv sono in grado di funzionare a -30 gradi Celsius, migliorando enormemente le prestazioni in presenza di temperature particolarmente rigide.
Grazie allo sviluppo del suo RAV4-EV Toyota ha inoltre accumulato una conoscenza ed una maestria ingegneristica senza precedenti nel campo dei veicoli elettrici.
Si prevede che nei prossimi anni la richiesta di veicoli per preccorrere brevi distanze sia destinata a crescere, ed il nuovo prototipo FT-EV rappresenta un veicolo completamente elettrico basato sulla piattaforma dell’attuale Toyota iQ. Il suo potente motore elettrico riesce a produrre una potenza di 45kW e di 160 Nm a 2,690 rpm, con una velocità massima pari a 110 km/h, con un’autonomia di 80 km prima della ricarica ed un livello di emissioni pari a zero.
2. TECNOLOGIA HYBRID SYNERGY DRIVE: PRESTAZIONI ELEVATE, EFFICIENZA NEI CONSUMI E NELLE EMISSIONI
— Sistema serie/parallelo “Full Hybrid”, l’unico nel mercato automobilistico di volume
— Il 90% delle componenti riprogettate, per un sistema ibrido più leggero, compatto ed efficiente
— Incremento del 27% di potenza, pari a 136 CV
— Consumi migliorati fino al 20% nel ciclo urbano, gli stessi livelli di una city car
— Livello di emissioni di CO2 straordinario, con una riduzione del 14%: solo 89g/km
— Nuovo motore termico 1.8 l VVT-i a Ciclo Atkinson con sistema di Ricircolo dei Gas di Scarico (EGR)
— Incremento delle prestazioni della batteria
La tecnologia Hybrid Synergy Drive® della nuova Toyota Prius presenta grandi miglioramenti. Il 90% dei componenti è stato riprogettate per creare un sistema più compatto e leggero orientato ad una maggiore potenza, maggiore operatività in presenza di temperature particolarmente rigide, ulteriore efficienza dei consumi ed una riduzione delle emissioni di CO2 senza precedenti.
La potenza di questo sistema è aumentato di oltre il 20%, arrivando a 136 CV e garantendo prestazioni pari ad una berlina tradizionale 2.0 litri diesel. La nuova Prius passa da 0 a 100 km/h in 10.4 secondi, con un miglioramento di 0.5 secondi rispetto al modello attuale, fino a raggiungere una velocità massima di 180 km/h.
Allo stesso tempo, i consumi sono stati migliorati fino al 20% nel ciclo urbano. L’adozione di un motore più grande, 1.8 l, riduce i giri motore durante la guida ad alte velocità per un guadagno di circa il 9% nell’efficienza sui tragitti più lunghi. Nel ciclo combinato la nuova Prius presenta consumi di soli 3.9l/100km, è l’unica berlina in grado di unire i consumi propri di una city car ad una percorrenza con un pieno di circa 1.150 km, con un incremento di 105km rispetto al modello attuale mantenendo la stessa capacità del serbatoio.
La nuova Prius soddisfa pienamente gli standard Euro 5 relativi alle emissioni, e molto probabilmente soddisferà anche quelli Euro 6. Con un livello di emissioni di CO2 ai vertici della categoria, pari a soli 89 g/km, livello ineguagliato da nessun altra berlina, quest’auto ibrida garantisce ai clienti significativi incentivi in numerosi paesi europei.
Inoltre, quando la Prius viene utilizzata nella sola modalità EV garantisce “zero emissioni” fino a due chilometri ad una velocità fino ai 50 km/h.
Sistema Hybrid Synergy Drive®
La nuova Prius è un veicolo “Full Hybrid”, in grado di offrire tutti i benefici di un’architettura serie/parallelo. I veicoli della concorrenza, tutti” Mild Hybrid”, adottano attualmente una configurazione in parallelo.
Un ibrido parallelo utilizza una potenza elettrica ausiliaria soltanto per incrementare le prestazioni del motore termico in fase di accelerazione. I motori termico ed elettrico operano sempre in parallelo ed è quindi impossibile per essi fornire trazione alle ruote in modo indipendente. Necessitando di una batteria più piccola e leggera rispetto ad un veicolo “Full Hybrid”, un ibrido in parallelo non può garantire l’efficienza, la silenziosità e le “zero emissioni” di un veicolo “Full Hybrid” che può funzionare anche in sola modalità elettrica.
Gli ibridi in serie, si affidano all’ausilio del solo motore elettrico per la semplice trazione delle ruote ed utilizzano quello termico per la ricarica della batteria in caso di necessità. Questi, nonostante la riduzione delle emissioni, necessitano di batterie più grandi e pesanti, rendendo impossibile al veicolo le stesse prestazioni elevate e il comfort alle alte velocità tipiche di un’auto “Full Hybrid”.
Grazie alla sua capacità di operare solo in modalità elettrica, il sistema Hybrid Synergy Drive® della nuova Prius garantisce i benefici in termini di risparmio di energia di un sistema ibrido in serie uniti a quelli in termini di prestazioni di un sistema ibrido in parallelo, offrendo un’accelerazione uniforme e omogenea, insieme ad un’efficienza dei consumi ed al livello più basso di emissioni ai vertici della categoria.
Il nuovo sistema ibrido serie/parallelo Hybrid Synergy Drive® presenta un motore termico 1.8 l, un potente motore elettrico, un generatore, una batteria ad alte prestazioni, un’unità di controllo della potenza ed un dispositivo di ripartizione della potenza che impiega un cambio epicicloidale studiato per combinare e gestire la potenza del motore termico, del motore elettrico e del generatore a seconda delle necessità operative.
L’elemento chiave della tecnologia Hybrid Synergy Drive® è l’alloggiamento del motore elettrico, del generatore e del dispositivo di ripartizione della potenza all’interno di un’unica scatola di trasmissione leggera e compatta, con dimensioni simili a quelle di una scatola del cambio convenzionale. Lo stesso albero di trasmissione presenta dimensioni più piccole e leggere, beneficiando inoltre di una riduzione di perdite di energia del 10-20%.
Durante la decelerazione e le frenate il motore elettrico agisce da generatore ad alta potenza, per operare una frenata rigenerativa ed ottimizzare la gestione
dell’energia da parte del sistema Hybrid Synergy Drive attraverso il recupero
dell’energia cinetica (che solitamente si dissipa sotto forma di calore in
condizioni di frenata e decelerazione) in energia elettrica da immagazzinare
nella batteria ad alta potenza.
Motore 1.8 Litri a Ciclo Atkinson
Un nuovo motore benzina a Ciclo Atkinson da 1.798 cc, leggero e compatto, 100 CV, 4 cilindri sostituisce l’unità 1.5 l dell’attuale Prius. La potenza massima è stata aumentata del 27% e la coppia massima del 23%.
Nonostante l’installazione di un motore più grande e potente in grado di avere i consumi ridotti all’interno di un sistema “Full Hybrid” possa sembrare un controsenso, la maggiore cilindrata della nuova unità permette di ottenere un’elevata efficienza dei consumi durante il funzionamento a velocità costanti.
Con 100 CV a 5.200 rpm ed una coppia massima di 142 Nm a 4,000 rpm, il nuovo motore offre una coppia maggiore di 32 Nm a regimi inferiori (riduzione del regime di coppia necessaria di 290 rpm, da 2,470 a 2,180 rpm). Ad una velocità di 120 km/h esso riesce a combinare un funzionamento più silenzioso con un miglioramento del 10% nei consumi sulle lunghe distanze.
Insieme al nuovo sistema di Ricircolo dei Gas di Scarico (EGR), l’adozione del Ciclo Atkinson offre un significativo guadagno dal punto di vista dell’efficienza dei consumi e della riduzione delle emissioni.
Nei motori termici convenzionali a quattro tempi diventa a volte necessario ‘l’arricchimento della miscela aria-benzina’ per raffreddare i gas di scarico, prevenendo così la degradazione e la distruzione dei convertitori catalitici. In un motore a Ciclo Atkinson, la compressione e l’espansione sono asimmetriche, e la chiusura delle valvole di aspirazione, che avviene più tardi rispetto ai motori tradizionali, ritarda la compressione. Questo crea un alto rapporto di espansione grazie ad una fase di compressione ridotta, andando a ridurre le perdite di aspirazione e di scarico e convertendo l’energia di combustione in una potenza del motore in modo più efficiente. Ne consegue una temperatura di scarico più bassa rispetto a quella dei motori convenzionali.
Il sistema EGR reintroduce i gas di scarico nella giusta quantità – raffreddati da 880° a 150°C – all’interno del sistema di aspirazione, contribuendo a ridurre ulteriormente le temperature di funzionamento del motore, e riducendo inoltre le perdite di pompaggio del motore grazie ad una diminuzione della pressione di aspirazione.
Insieme, queste tecnologie minimizzano quelle situazioni in cui l’effetto raffreddante dell’arricchimento del carburante risulti necessario per la protezione del convertitore catalitico da danneggiamenti dovuti al surriscaldamento, riuscendo così a migliorare l’economia dei consumi e diminuire le emissioni.
Riuscendo a migliorare i consumi ed il comfort dell’abitacolo in presenza di temperature particolarmente rigide, un nuovo sistema di gestione del riscaldamento del motore unisce un sistema di recupero del calore ad una pompa dell’acqua elettrica. Un sistema elettrico sostituisce la cinghia di azionamento della pompa dell’acqua per ridurre le perdite meccaniche. L’adozione di una pompa dell’acqua elettrica non solo controlla il flusso del liquido di raffreddamento, ma consente anche l’uso sia dell’aria condizionata che del riscaldamento senza che sia necessario il funzionamento del motore, contribuendo così ad una maggiore efficienza dei consumi.
Oltre a questo, un sistema di recupero del calore di scarico reindirizza i gas di scarico per riscaldare il liquido di raffreddamento all’avvio del motore mediante una valvola installata all’interno del complessivo di scarico. Oltre a consentire una distribuzione più rapida del riscaldamento all’interno dell’abitacolo, questa tecnologia migliora anche l’efficienza del sistema ibrido e i consumi grazie ad una significativa riduzione dei tempi di riscaldamento del motore, consentendo che questo si possa arrestare prima o in anticipo per operare più a lungo con il solo motore elettrico.
Il nuovo motore 1.8 l presenta diversi miglioramenti, sia per l’ottimizzazione delle prestazioni che per la riduzione dei consumi e delle emissioni. La tecnologia VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent) contribuisce ad incrementare la prontezza sull’intero range di giri del motore mediante la variazione dell’aspirazione dell’aria e del carburante e della fasatura della valvola di scarico, adattandoli in ogni momento a seconda delle condizioni. Il sistema, oltre a migliorare la coppia ai medi e bassi regimi del motore, riduce le emissioni e migliora l’efficienza dei consumi.
Il nuovo motore presenta un sistema di controllo della valvola con bilanciere a rullo, un collettore di aspirazione in plastica dotato di una configurazione ottimizzata e di iniettori a 12 fori. Delle candele, a lunga durata di tipo sottile, contribuiscono ad una migliore prestazioni anti-detonante, mentre le fasce elastiche a basso attrito, la riduzione della frizione dei pistoni, il getto continuo di olio per il raffreddamento dei pistoni ed il collettore di scarico dotato di tubazione SUS contribuiscono a migliorare ulteriormente l’efficienza del motore. Insieme, queste tecnologie avanzate riescono ad erogare migliore potenza, andando a ridurre sia i consumi che le emissioni.
Le caratteristiche che consentono livelli di Rumore, Vibrazione e Ruvidità (NVH) estremamente basse sono tra i fattori chiave della tecnologia Hybrid Synergy Drive®, insieme alla particolare attenzione prestata alla minimizzazione del rumore e delle vibrazioni da parte del motore. La rigidezza dei componenti del motore, tra cui il monoblocco ed il basamento, è stata ottimizzata mediante un’approfondita analisi CAE. La testata in alluminio estremamente rigida, combina leggerezza e una riduzione di rumore e vibrazioni.
Il motore stesso è montato su di un sistema di sospensione a 4 punti, con caratteristiche ottimizzate della gomma dei supporti in grado di garantire l’eliminazione del rumore e delle vibrazioni. All’interno del supporto del motore è stato inoltre inserito uno smorzatore dinamico a doppia fase, capace di minimizzare la produzione di rumore e di vibrazioni, così come la riduzione dei sussulti all’avviamento ed all’arresto del motore.
Trasmissione Ibrida
Il motore elettrico, il generatore, il dispositivo di ripartizione della potenza e il riduttore di velocità del motore sono tutti alloggiati in una scatola di trasmissione molto leggera e compatta, paragonabile per dimensioni a quella di un cambio convenzionale. Si tratta della nuova trasmissione al centro del sistema Hybrid Synergy Drive®.
La trasmissione ibrida viene controllata tramite tecnologia Shift-by-Wire, mediante un sistema a leva elettronico. La stessa leva del cambio è studiata per tornare automaticamente alla posizione di partenza una volta rilasciata, mentre il rapporto inserito può essere controllato sull’indicatore di posizione integrato all’interno del quadro strumenti del guidatore.
Accanto alla leva del cambio è stato posizionato un interuttore di parcheggio illuminato ed utilizzabile per attivare o rilasciare un meccanismo di blocco per il parcheggio all’interno della scatola di trasmissione. Questo blocco viene automaticamente disattivato alla partenza del veicolo, e riattivato quando la vettura viene spenta
La nuova trasmissione presenta un treno di ingranaggi multi-funzione con un alto livello di integrazione meccanica che include un riduttore di velocità che la rende più corta di 12 mm e più leggera di 20 kg rispetto al modello precedente.
Sono state inoltre adottate numerose nuove misure per ridurre la rumorosità dei componenti, riducendo anche i consumi del sistema ibrido grazie ad una diminuzione delle perdite di energia pari al 10-20%. Un processo di lavorazione altamente avanzato della corona garantisce una precisione migliorata dell’ingranaggio, minimizzando così la rumorosità della trasmissione. Il sistema di lubrificazione è stato ridisegnato per diminuire lo sbattimento, mentre l’attrito dei componenti della trasmissione è stato ridotto in maniera significativa mediante la sostituzione dei cuscinetti conici con cuscinetti a sfera.
Motore Elettrico da 60 kW
Il motore elettrico sincrono da 60 kW ad elevate prestazioni, con magnete permanente, lavora insieme al motore termico per incrementare l’accelerazione e garantire autonomamente la potenza in modalità EV. Durante la frenata rigenerativa il motore funziona anche come generatore ad alta potenza, recuperando l’energia cinetica come energia elettrica per caricare la batteria.
Riuscendo a generare una coppia massima di 207 Nm da 0 a 13,000 rpm, questo motore è più leggero rispetto a quello dell’attuale generazione di Prius, ma garantisce un incremento della potenza pari al 20% e risulta più potente rispetto a quelli dei sistemi Mild Hybrid. Tutto ciò è stato ottenuto mediante la combinazione del raddoppio del regime massimo del motore e della coppia di spunto grazie ad un nuovo riduttore di velocità all’interno della trasmissione.
Ora il motore è raffreddato ad aria, mentre l’amplificazione della tensione di funzionamento massimo è stato incrementato da 500 a 650 volt. In condizioni di guida ordinarie, a meno che non ci sia la necessità di erogare la massima potenza, il motore funziona comunque ad una tensione inferiore per garantire un’efficienza dei consumi migliore.
Generatore
Come per il motore elettrico, anche il generatore è di tipo sincrono AC. Sviluppando 42 kW ad un massimo di XX, XXX rpm, questo generatore svolge diverse funzioni all’interno del sistema Hybrid Synergy Drive®.
Dal momento che il sistema non necessita di motorino di avviamento, il generatore viene utilizzato per avviare il motore termico. In condizioni di guida normali la potenza del motore viene divisa in base alle necessità del sistema, sia per garantire la trazione alle ruote che per alimentare il generatore che, attraverso la PCU, aziona i motori elettrici e simultaneamente carica la batteria ad alta tensione. Oltre a questo, per poter ottimizzare il controllo della velocità del motore per la massima efficienza dei consumi, questa viene controllata anche dal generatore.
Quando il sistema non necessita di tale operatività, il generatore arresta il motore. Comunque, in caso di operatività con l’ausilio del solo motore elettrico per una distanza che necessiti della ricarica della batteria, il generatore avvierà il motore, che da solo fornirà l’energia necessaria al generatore per caricare la batteria.
Batteria Ibrida
Grazie all’utilizzo dell’affidabile tecnologia nichel- metal idruro, la batteria da 202 V del sistema Hybrid Synergy Drive® consente alla nuova Prius di funzionare anche unicamente in modalità EV. La potenza della batteria è stato incrementato di 2 kW, raggiungendo i 27 kW e ottimizzando il funzionamento del motore all’accensione.
Collocato sotto il piano di carico posteriore, il gruppo batteria presenta dimensioni ridotte per minimizzarne l’impatto all’interno dell’abitacolo. Una maggiore capacità di ventilazione garantisce il miglioramento del sistema di raffreddamento della batteria, incrementando così la sua potenza.
Unità di Controllo della Potenza
Simile oggi ad una batteria da 12 volt, l’unità di controllo della potenza del sistema Hybrid Synergy Drive® è composta da:
— Un convertitore ad alta tensione, la cui funzione è quella di incrementare la tensione di alimentazione del motore elettrico, del generatore e della batteria per aumentare la potenza del sistema ibrido
— Un inverter per il motore/generatore, che converte la corrente continua (DC) dalla batteria in corrente alternata (AC) per il funzionamento del motore e del generatore
— Un convertitore DC/DC, in grado di ridurre la tensione dei 202 V della batteria fino a 14 V, provvedendo così a fornire potenza ai sistemi accessori ed a caricare la batteria ausiliaria.
Il nuovo inverter, dal peso di 13.5 kg e dalla capacità di 13 l si presenta più leggero del 36% e più compatto del 37% rispetto al modello precedente. Esso garantisce una commutazione più veloce per un’efficienza ulteriormente migliorata, riuscendo a convertire la corrente continua della batteria in una corrente alternata da 650 volt per il funzionamento del motore oppure, quando è necessario, del generatore, offrendo prestazioni della PCU significativamente più elevate.
Funzionamento del sistema Hybrid Synergy Drive®
Il sistema Hybrid Synergy Drive® di Toyota agisce in varie modalità differenti per massimizzare l’efficienza generale della Prius: quando il veicolo è fermo il motore si arresta automaticamente per risparmiare carburante. All’avvio e a basse velocità, il veicolo si muove con il solo motore elettrico, eliminando così le emissioni di CO2 e di NOx.
In condizioni di guida normali, la distribuzione della potenza viene costantemente ripartita tra il motore termico e quello elettrico per combinare prestazioni ottimali alla massima efficienza dei consumi. Attraverso la nuova tecnologia di Controllo Elettronico della Forza Frenante (ECB) dotato di sistema rigenerativo, il motore elettrico agisce come fosse un generatore ad alta potenza durante la decelerazione e la frenata per consentire una frenata rigenerativa, ottimizzando così la gestione dell’energia nel sistema Hybrid Synergy Drive® mediante il recupero dell’energia cinetica (che generalmente di dissipa sotto forma di calore durante le frenate e le decelerazioni) in energia elettrica da immagazzinare nella batteria ad alte prestazioni.
Il livello di carica della batteria viene gestito costantemente da un generatore azionato dal motore per ovviare a qualsiasi necessità di ricarica del sistema da fonte esterna.
DINAMICHE DI GUIDA ULTERIORMENTE OTTIMIZZATE
— Sospensione anteriore MacPherson ridisegnata e sospensione posteriore ad assale torcente per una maneggevolezza ed un comfort di guida ulteriormente migliorato
— Bassi livelli di NVH per un’esperienza di guida piacevole e confortevole
— Tre modalità di guida: EV, ECO e POWER
— Monitor Eco Drive per una maggiore efficienza dei consumi
— Sistema di Assistenza al Parcheggio (IPA)
La nuova Prius è costruita su di una nuova piattaforma, che presenta estense revisioni alle geometrie dei sistemi di sospensione, quello anteriore di tipo MacPherson e quello posteriore ad assale torcente, unendo così una migliorata agilità ed un maggiore comfort di viaggio.
Il nuovo servosterzo Speed-Sensitive riduce i consumi di energia da parte del sistema ibrido per una riduzione dei consumi ulteriormente migliorata. Le tre modalità di guida EV, ECO e POWER incrementano le potenzialità della trasmissione ibrida della Prius, mentre il Monitor Eco Drive consente a chi guida di massimizzare l’efficienza dei consumi.
Nuova Sospensione
La sospensione anteriore di tipo MacPherson presenta estese revisioni della geometria di sistema. I miglioramenti includono una maggiore rigidità torsionale ed un angolo di caster più ampio per una sensazione di sterzata più naturale, nonché un supporto superiore in grado di ripartire gli sforzi che permette alla forza trasmessa dalla molla a spirale di essere trasferita direttamente alla scocca senza passare per il supporto superiore, migliorando ulteriormente il comfort di viaggio.
L’adozione di componenti molto leggeri, tra cui un portamozzo ed un tirante stabilizzatore in alluminio, uno stabilizzatore cavo molto sottile, un cuscinetto del mozzo dalle dimensioni ottimizzate, l’asse del braccio inferiore e l’altezza della sezione trasversale ottimizzate, contribuiscono tutti ad un’economia dei consumi ulteriormente migliorata grazie al minor peso del sistema delle sospensioni.
La sospensione posteriore ad assale torcente con profilo a tubo presenta la separazione della molla a spirale dall’ammortizzatore, che garantisce il minimo ingombro del sistema all’interno del vano di carico. Il meccanismo della boccola diagonale del braccio longitudinale, che presenta una leggera protuberanza n resina, si unisce all’ottimizzazione della molla, dei livelli di smorzamento e delle tenute a basso attrito per offrire eccellenti stabilità di sterzata e comfort di guida.
Insieme, queste revisioni hanno migliorato in maniera significativa la dinamica di guida della nuova Prius, andando ad offrire sensibili miglioramenti dal punto di vista dell’agilità, della stabilità e del comfort di guida.
NVH estremamente ridotto
Traendo beneficio dalla silenziosità di funzionamento propria della tecnologia Hybrid Synergy Drive®, è stata posta particolare attenzione alle misure di riduzione dei livelli di NVH all’interno della nuova Prius, in grado di assicurare al cliente un viaggio silenzioso e tranquillo.
L’irrobustimento della struttura, insieme alla messa a punto delle frequenze di risonanza dei pannelli ottimizzano la rigidità della scocca per assicurare una trasmissione delle vibrazioni minima.
Il rumore della strada e del motore sono stati eliminati mediante l’utilizzo di materiali di isolamento acustico altamente performanti lungo tutti i compartimenti del motore e dell’abitacolo.
La parte posteriore del cofano presenta un design rovesciato capace di minimizzare il flusso dell’aria sul tergicristallo, mentre anche gli ugelli per la pulizia dei vetri sono stati collocati sotto il cofano per massimizzare l’efficienza aerodinamica. Entrambi gli scalini tra la parte superiore del parabrezza ed il pannello del tetto e tra parabrezza e montante anteriore sono stati ridotti per ridurre il rumore del vento.
Tre modalità di guida
Tre modalità di guida alternative possono essere selezionate per aumentare ulteriormente l’efficienza totale del sistema, le prestazioni e l’economia dei consumi.
All’accensione fino alla velocità di circa 50 km/h, la nuova Prius può funzionare in modalità EV mediante l’ausilio del solo motore elettrico, chiamando in causa il motore termico solo in caso di forte accelerazione.
Il guidatore può anche scegliere di selezionare la modalità EV manualmente attraverso un comando. Questa straordinaria modalità di guida non è disponibile per chi guida veicoli Mild Hybrid. Con un raggio di azione che dipende dallo stato di carica della batteria, la modalità di guida EV consente una guida urbana silenziosa e senza emissioni di CO2 e NOx a velocità fino ai 50 km/h e fino a 2 km. Restando inattivo il motore termico la modalità EV contribuisce in maniera significativa alla riduzione dei consumi totali della nuova Prius.
Grazie alla nuova modalità ECO, si riduce la reattività della farfalla ad un’accelerazione più aggressiva e viene ottimizzato il controllo dell’aria condizionata per una maggiore economia dei consumi. A seconda delle condizioni di guida e della temperatura esterna, la modalità ECO permette una riduzione del 10-15% dei consumi, quando la modalità viene utilizzata insieme al Monitor ECO Drive.
Una nuova modalità POWER modifica inoltre la reattività della Prius alla richiesta di accelerazione del guidatore, incrementando la potenza per migliorare l’accelerazione ed accrescere il piacere di guida. La modalità POWER garantisce una reattività della farfalla agli input del pedale dell’acceleratore maggiore del 25%. Con l’apertura della farfalla pari al 50%, i tempi di accelerazione da 50 ad 80 km/h della Prius migliorano di 1.7 secondi, da 5.81 a 4.11 secondi (TBC).
Monitor Eco Drive
Con l’ausilio di una gamma composta da quattro display nel pannello strumenti, il Monitor Eco Drive è stato sviluppato per massimizzare l’efficienza dei consumi del sistema Hybrid Synergy Drive® di Toyota.
Un Energy Monitor mostra le condizioni di operatività del motore ed il flusso di energia elettrica. Grazie all’operatività in tempo reale, questo monitor aiuta il guidatore a capire il flusso di energia del sistema Hybrid Synergy Drive®.
Un Indicatore di Sistema Ibrido mostra in tempo reale l’utilizzo dell’acceleratore, aiutando così il guidatore a modificare la pressione sul pedale e lo stile di guida per massimizzare l’efficienza dei consumi.
Un altro display visualizza il consumo di carburante e il risultante recupero ad intervalli di 1 e 5 minuti, garantendo un feedback istantaneo sui consumi, e sull’efficienza del proprio stile di guida.
Un display relativo ai dati di viaggio fornisce le informazioni sulla distanza percorsa e sul consumo medio.
Sistema di Assistenza al Parcheggio (IPA)
La nuova Prius è stata equipaggiata con un sistema di Assistenza al Parcheggio Intelligente (IPA) ulteriormente migliorato in grado di offrire una maggiore praticità e tempi operativi sensibilmente ridotti. La tecnologia IPA può supportare il guidatore ad eseguire un parcheggio con più facilità.
Questo sistema utilizza una telecamera posteriore e sensori montati lateralmente sul paraurti anteriore in grado di identificare gli spazi necessari al parcheggio e suggerire il giusto angolo di sterzata. Il sistema controlla lo sterzo per guidare automaticamente il veicolo all’interno della posizione di parcheggio desiderata. Non è necessario alcun input di sterzata da parte del guidatore, che può limitarsi a controllare la velocità del veicolo nel corso della manovra.
SICUREZZA AI MASSIMI LIVELLI
— Sistemi di Sicurezza Pre-Crash e Cruise Control Adattivo
— Controllo Elettronico della Forza Frenante (ECB) rigenerativo con Assistenza di Frenata (BA), Controllo della Trazione (TRC) e Controllo della Stabilità del Veicolo di ultima generazione (VSC+)
— Sette airbag
— Nuovi poggiatesta anteriori attivi per la riduzione dei colpi di frusta
— Sicurezza per il pedone ulteriormente migliorata
La nuova Prius è stata sviluppata per ottenere 5 stelle nei sempre più severi test sulla sicurezza Euro NCAP.
E’ equipaggiata con dispositivi per la sicurezza attiva e passiva ulteriormente migliorati e con una scocca ad alta rigidità in grado di assorbire gli impatti grazie alla maggiore percentuale di lamiera d’acciaio ad alta elasticità.
L’equipaggiamento di serie comprende sette airbag e poggiatesta attivi, il sistema di Controllo Elettronico della Forza Frenante (ECB) che incorpora l’Assistenza di Frenata (BA), il Controllo della Trazione (TRC) ed il Controllo della Stabilità del Veicolo (VSC+). Inoltre,un sofisticato sistema di Sicurezza Pre-Crash con Cruise Control Adattivo è disponibile sulla nuova Prius.
Sistema di Sicurezza Pre-Crash
Il sistema di Sicurezza Pre-Crash (PCS) della nuova Prius stabilisce un nuovo punto di riferimento per quanto riguarda la sicurezza. Esso impiega un sensore radar ad onde millimetriche per rilevare gli oggetti di fronte al veicolo e quindi riconoscere eventualmente gli ostacoli, riducendo le probabilità di collisione.
Nel caso in cui il sistema rilevi un’elevata possibilità di collisione, il PCS avverte il guidatore garantendo, al momento della frenata, un’assistenza supplementare e la simultanea attivazione dei pretensionatori delle cinture di sicurezza.
Cruise Control Adattivo
Il Cruise Control Adattivo (ACC) agisce insieme al PCS. Questo sistema mantiene automaticamente la distanza selezionata dal veicolo che precede. Quando la carreggiata si libera, la Prius torna automaticamente alla velocità di crociera originale.
Sistema di Controllo Elettronico della Forza Frenante (ECB) rigenerativo
La Prius è equipaggiata con il nuovo sistema di Controllo Elettronico della Forza Frenante, in grado di coordinare il controllo sia della frenata idraulica che di quella rigenerativa. Il sistema ECB è più leggero del 18% e più piccolo del 31% rispetto ai sistemi convenzionali.
La nuova Prius è equipaggiata con freni a disco ventilati anteriori più grandi, con un diametro di 381 mm, e con dischi solidi dello stesso diametro nella parte posteriore, per una maggiore efficienza di frenata. Il controllo coordinato dei sistemi di frenata rigenerativo ed idraulico riesce a massimizzare la rigenerazione dell’energia dal motore elettrico durante la decelerazione e in caso di frenata.
A velocità superiori ai 55 km/h, se l’ECB individua l’eventualità di una frenata d’emergenza, un sistema di Segnalazione di Frenata d’Emergenza comincia a far lampeggiare le luci degli stop della Prius, in maniera tale da avvertire i veicoli che seguono e ridurre le possibilità di tamponamento.
Caratteristiche di Sicurezza Attiva Aggiuntive
La tecnologia ECB include una vasta gamma di sistemi di sicurezza attiva, tra cui l’ultima generazione del Sistema di Frenata Anti-Bloccaggio (ABS) con Assistenza di Frenata (BA), Controllo di Trazione (TRC) e Controllo della Stabilità del Veicolo (VSC+).
L’Assistenza di Frenata (BA) controlla la velocità della pressione sul pedale del freno per determinare se ci sia o meno l’intenzione da parte del guidatore di eseguire una frenata d’emergenza. Se il guidatore dovesse applicare una forza frenante insufficiente, questo sistema aumenta automaticamente la pressione idraulica all’interno del sistema per massimizzare l’efficacia della frenata.
Il Controllo di Stabilità del Veicolo (VSC+), che incorpora l’Assistenza di Sterzo, contrasta il sottosterzo o il sovrasterzo applicando indipendentemente un’appropriata forza frenante su ognuna delle quattro ruote, e contemporaneamente una coppia controsterzante per aiutare il guidatore nella stabilizzazione del veicolo.
Il Controllo della Trazione (TRC) riduce lo slittamento della ruota su superfici scivolose, mentre l’Assistenza di Sterzo contribuisce a contrastare ulteriormente il movimento di imbardata in fase di frenata o di accelerazione.
Sicurezza Passiva
La Nuova Prius è equipaggiata di serie con sette airbag: gli airbag anteriori e laterali per il guidatore e il passeggero, un airbag per le ginocchia del passeggero e gli airbag a tendina. L’airbag per il passeggero anteriore può essere disattivato, e questo può essere controllato grazie ad una spia luminosa di avvertimento presente sul cruscotto. Restando attivo il pretensionatore della cintura di sicurezza, un seggiolino per bambini posteriore può quindi essere alloggiato in tutta sicurezza.
Tutti i sedili, sia anteriori che posteriori, sono dotati di cinture di sicurezza a tre punti di ancoraggio ELR (Riavvolgitore d’Emergenza) con pretensionatore e limitatore di forza. Il sistema ELR è progettato per bloccare la cintura di sicurezza quando viene applicato un carico eccessivo rispetto ad un valore prestabilito. In caso di collisione, il limitatore di forza riduce, frazionandola, la tensione della cintura di sicurezza in modo tale da diminuire la forza d’impatto toracico degli occupanti. Inoltre, i sedili anteriori sono equipaggiati con poggiatesta attivi in grado di prevenire i colpi di frusta dovuti a tamponamenti.
Protezione del Pedone
La parte anteriore della nuova Prius annovera numerose misure per ridurre gli infortuni ai pedoni in caso di impatto con l’auto. All’interno della struttura del paraurti, studiata per minimizzare le lesioni alle gambe, e sotto il radiatore, sono stati installati materiali ad assorbimento di impatti per evitare che le gambe del pedone scivolino sotto il veicolo. Il gancio di chiusura del cofano è ben distanziato dalla superficie superiore, e la struttura del cofano incorpora una cavità capace di assorbire al massimo l’impatto.
