20 lat prekursora hybryd

Kiedy w 1995 roku podczas tokijskiego salonu samochodowego gwiazdą stoiska Toyoty był koncepcyjny samochód napędzany motorem spalinowym i silnikiem elektrycznym. Debiutujący samochód potraktowano raczej jako ciekawostkę, manifestację możliwości inżynierów. Szybko jednak okazało się, że za tym pomysłem stoi przemyślana strategia. 10 grudnia 1997 roku do sprzedaży trafiła Toyota Prius - pierwszy na świecie samochód osobowy z hybrydową jednostką napędową, wykorzystującą silnik benzynowy.

Auto stworzono, opierając się na amerykańskiej wersji modelu Yaris, a podczas projektowania nadwozia pierwszorzędne znaczenie miała kwestia jak najniższego oporu powietrza. Ostatecznie współczynnik Cx wyniósł 0,29, co nawet dziś jest bardzo dobrym wynikiem.

Japończycy od razu zdecydowali się na spalinowy silnik pracujący w cyklu Atkinsona. Jednostki tego typu mają gorsze osiągi niż silniki pracujące w trybie Ottona, ale za to w praktyce okazują się bardziej trwałe. Na układ hybrydowy pierwszego Priusa składał się benzynowy motor o pojemności 1,5 l i mocy 58 KM oraz silnik elektryczny o mocy 40 KM. Wyzwaniem dla inżynierów było takie zaprojektowanie zespołu napędowego, by zmieścił się on pod maską samochodu, który nie grzeszył przecież nadmiernymi rozmiarami. Niklowo-wodorkowy akumulator umiejscowiono za tylnymi siedzeniami.

Samochód sprzedawany był tylko w Japonii, ale wiadomo, że w ramach indywidualnego importu model ten pojawił się w Australii czy Nowej Zelandii. W 2000 roku Prius doczekał się modernizacji. Nowe auto oficjalnie miało wejść na zagraniczne rynki, toteż należało je dostosować do wymagań potencjalnych odbiorców. W tym przypadku Amerykanów. By sprostać ich potrzebom, samochód trzeba było zmodyfikować.

Moc silnika spalinowego zwiększono do 72 KM, a elektrycznego do 44 KM. Zgodnie z przyzwyczajeniami zmotoryzowanych z USA samochód został standardowo wyposażony w klimatyzację. Władze USA uznały Priusa za model o ultraniskiej emisji, dzięki czemu jego właściciele rocznie mogli zaoszczędzić 2 tys. dolarów na podatkach.

Produkcja Priusa pierwszej generacji zakończyła się w 2003 roku. Koszty opracowania tego modelu były tak duże, że Toyota ponosiła stratę na każdym sprzedanym modelu.

Projektując drugą generację Priusa, Japończycy postanowili poprawić praktyczne parametry samochodu. Auto urosło do 4,45 m długości, co sklasyfikowało w ramach europejskiej definicji auta kompaktowego. Zmienił się także tym nadwozia. Zrezygnowano z sedana na rzecz liftbacka, dającego za sprawą unoszonej klapy bagażnika większe możliwości przewozowe. Kształt nadwozia jeszcze ściślej poddano konieczności ograniczenia oporów powietrza, uzyskując współczynnik Cx wynoszący 0,26.

Pod maskę trafił silnik spalinowy o pojemności 1,5 l, ale podniesionej mocy, wynoszącej teraz 76 KM. Moc silnika elektrycznego wyniosła 50 kW, a mocy całej jednostki hybrydowej to 110 KM. Zmieniono również sposób, w jaki współpracowały ze sobą obydwa silniki. Prius II generacji w większym stopniu wykorzystywał motor elektryczny, dając mu większy udział w napędzaniu samochodu. Zastosowano również nowe baterie niklowo-metalowowodorkowe, które komputer utrzymywał w stanie naładowania od 40 do 80 procent. Dzięki temu sposobowi działania ich trwałość określono na 10 tys. cyklów ładowania, co miało wystarczyć na pokonanie około 240 tys. km. Dzięki tym udoskonaleniom nowy model zużywał o 15 proc. mniej paliwa, rozpędzał się do 100 km/h w 10,9 s, a maksymalna prędkość wzrosła do 170 km/h.

Prius drugiej generacji był również poligonem doświadczalnym Toyoty. Japończycy od 2006 roku testowali samochody, w których standardowy zestaw akumulatorów zastąpiono bateriami litowo-jonowymi. W 2007 roku firma otrzymała zgodę na testowanie na drogach samochodu typu plug-in.

Prius drugiej generacji okazał się bardziej popularny, niż początkowo zakładała firma. By sprostać zapotrzebowaniu, Japończycy musieli zwiększać wolumen produkcji. W latach 2003-2009 wyprodukowano 1,2 mln Priusów.

Zaprezentowany w 2009 roku Prius trzeciej generacji do dziś jest jednym z ulubionych samochodów taksówkarzy w Europie Zachodniej. Auto zyskało bardziej dynamiczny charakter dzięki zmianom w wyglądzie, ale przede wszystkim za sprawą zmiany jednostki napędowej. Spalinowy silnik o pojemności 1,5 l zamieniono na motor o pojemności 1,8 l. Hybrydowa jednostka napędowa legitymowała się łączną mocą 134 KM, ale zużycie paliwa spadło o 10 proc. względem auta poprzedniej generacji.

Udało się to osiągnąć za sprawą zastosowania wydajniejszych silników i lepszego dopracowania aerodynamicznego karoserii - współczynnik oporu powietrza wyniósł 0,25. Nie bez znaczenia były również drobne zmiany w różnych częściach auta. Lampy LED zużywały o 30 proc. mniej energii niż klasyczne, a system wentylacji mógł być zasilany za pomocą ogniw fotowoltaicznych znajdujących się na dachu. Samochód mógł jeździć wyłącznie z wykorzystaniem silnika elektrycznego do prędkości 25 km/h, co wymogło na konstruktorach zastosowanie generatora dźwięku. Jego zadaniem było ostrzeganie przechodniów o zbliżającym się pojeździe.

Trzecia generacja modelu stała się bazą do rozwoju rodziny Priusów. W ofercie Toyoty pojawiła się odmiana plug-in, w której akumulatory o zwiększonej pojemności pozwalały na przejechanie 19 km bez uruchamiania silnika benzynowego. Nowością był również rodzinny Prius+, który mieścił siedem osób.

W latach 2009-2015 sprzedano blisko 1,7 mln Priusów.

Obecna generacja Priusa zadebiutowała w 2015 roku i od razu wzbudziła sporo kontrowersji za sprawą swojego wyglądu. Pod względem inżynierskiej dojrzałości samochodowi nie da się jednak wiele zarzucić. Wysiłek Japończyków skoncentrowany był na poprawie wydajności i parametrów samochodu wraz z uczynieniem go bardziej „zwykłym”. To ostatnie postanowiono osiągnąć za sprawą obniżenia poziomu siedzenia kierowcy do wartości charakterystycznych dla przeciętnych samochodów oraz zwiększenie dynamiki.

Powstały na platformie TNGA Prius ostrożnie obchodzi się z zawartością baku. Katalogowo spalanie jest tu o 15 proc. niższe niż u poprzednika. Skąd taki wynik? Silnik spalinowy, o najlepszej w chwili debiutu wydajności cieplnej na świecie, współpracuje z lżejszym silnikiem elektrycznym oraz przeprojektowaną przekładnią. Dodatkowo o 20 proc. udało się ograniczyć straty energii na przekładni planetarnej i o 5 proc. zredukować jej masę, o 24 proc. zwiększyć wydajność systemu rekuperacji przy 20-procentowym zmniejszeniu jego wymiarów, a także o 10 proc. ograniczyć objętość baterii.

Do odświeżonego modelu dołączył także nowy Prius działający w systemie plug-in. Samochód otrzymał akumulatory pozwalające na pokonanie do 50 km na prądzie, a wygląd jego przodu został zmieniony tak, by był mniej kontrowersyjny.

Czy technologia hybrydowa zadomowi się w Polsce? Popularność takiego rozwiązania rośnie, o czym świadczy doskonały wynik sprzedaży Toyoty CH-R, oferowanego również z hybrydową jednostką napędową. Wiele wskazuje jednak na to, że w najbliższych latach hybrydom poważną konkurencję zrobią samochody o napędzie elektrycznym. Stworzenie sieci ich ładowania jest o wiele tańsze niż stacji napełniania zbiorników wodorem, czego wymagają pojazdy z ogniwami paliwowymi, a technologia magazynowania prądu prawdopodobnie ma jeszcze przed sobą okres dynamicznego rozwoju. Świadczy o tym wypowiedź współpracującego obecnie z Teslą Jeffa Dahna, nazywanego ojcem baterii litowo-jonowej. Naukowiec stwierdził, że podczas pracy nad akumulatorami do samochodów jego zespołowi udało się podwoić ich żywotność.