20 lat Toyoty Prius – historia pierwszej seryjnie produkowanej hybrydy
Pomysł samochodu hybrydowego nie pochodzi od Toyoty – pierwsze prototypowe auto z silnikiem spalinowym i elektrycznym powstało w 1898 roku. Mimo to nie bez powodu napęd hybrydowy jest kojarzony przede wszystkim z japońskim producentem. Toyota jako pierwsza przezwyciężyła liczne trudności techniczne i inżynieryjne, które stały na drodze do wprowadzenia tego rozwiązania na masowy rynek. Udało się m.in. na tyle zwiększyć trwałość akumulatora trakcyjnego, żeby nie trzeba było się obawiać o przedwczesny spadek wartości samochodu.
Pierwsza generacja
Prius pierwszej generacji (XW10) został skonstruowany na bazie modelu Echo, amerykańskiej wersji Yarisa z nadwoziem sedan. Samochód został zaprojektowany przez amerykańskie studio projektowe Toyoty – Calty Design, a jego nadwozie miało bardzo dobry współczynnik oporu powietrza Cx 0,29.
Pod maską pracował napęd hybrydowy Toyota Hybrid System, na który składały się 4-cylindrowy silnik benzynowy 1.5 serii NZ o mocy 58 KM działający w oszczędnym cyklu Atkinsona, silnik elektryczny o mocy 40 KM i osobny generator. Zestaw był tak zaprojektowany, żeby zmieścić się w normalnej komorze silnika. Akumulator niklowo-wodorkowy został ukryty za tylnymi siedzeniami. Założenia konstrukcyjne Priusa pierwszej generacji znalazły kontynuację we wszystkich kolejnych modelach hybrydowych produkowanych przez Toyota Motor Corporation. W Toyocie Prius po raz pierwszy zastosowano nową ważną platformę, na której zbudowano także debiutujące nieco później Corollę, Celicę, RAV4 i drugą generację Priusa.
Sprzedaż w Japonii od początku była bardzo dobra, do czego przyczyniła się nagroda Japan’s Car of the Year 1998. Do maja 2000 roku Japończycy kupili ponad 40 000 egzemplarzy, a możliwości produkcyjne zwiększono do 3000 egzemplarzy miesięcznie, w oczekiwaniu na odświeżoną wersję XW11, która miała trafić także na eksport. Pierwszy Prius przyspieszał od 0 do 100 km/h w 13,4 s. Na tle 10 najlepiej sprzedających się sedanów tamtego czasu, Prius był znacząco oszczędniejszy i emitował zauważalnie mniej spalin.
W Stanach Zjednoczonych hybrydowa Toyota zadebiutowała w 2001 roku w wersji XW11. Moc silnika spalinowego zwiększono do 72 KM, a elektrycznego do 44 KM. Zgodnie z przyzwyczajeniami Amerykanów samochód został standardowo wyposażony w klimatyzację i elektryczne wspomaganie kierownicy.
Produkcja Priusa pierwszej generacji zakończyła się w sierpniu 2003 roku po sprzedaży 123 000 samochodów. Aż do zamknięcia produkcji był to najpopularniejszy i najbardziej udany samochód hybrydowy. Pozycję rynkowego lidera Prius zachował zresztą do tej pory. Udowodnił także, że auto z nowatorskim, eksperymentalnym napędem hybrydowym może być jednocześnie wygodnym samochodem rodzinnym.
Druga generacja
Prius drugiej generacji, model XW20, powstał na tej samej platformie, ale został gruntownie przeprojektowany. Dosyć tradycyjny sedan ustąpił miejsca liftbackowi o ekstrawaganckiej linii klina. Z nowym modelem wiązało się 530 nowych patentów, które zaowocowały większą mocą, lepszymi osiągami, niższym zużyciem paliwa i mniejszą emisją spalin.
Prius II był większy od poprzednika, lokując się pomiędzy Corollą i Camry. Jego oryginalne nadwozie w języku stylistycznym „Kammback” miało współczynnik oporu powietrza Cx tylko 0,26. Nadwozie było lżejsze i miało dodatkowe wzmocnienia, co zaowocowało zdobyciem 5 gwizdek w testach zderzeniowych Euro NCAP.
Z nowym modelem zadebiutowała także druga generacja napędu hybrydowego pod nazwą Hybrid Synergy Drive (HSD). Przeprojektowano w nim proporcje pomiędzy mocą i rolą silnika spalinowego i elektrycznego. W pierwszym Priusie za maksymalną moc odpowiadał silnik benzynowy. HSD zwiększył zasięg i sposób wykorzystania silnika elektrycznego, nadając mu większą rangę w generowaniu mocy i osiągów.
Znany z pierwszej generacji, nagradzany silnik NZ 1.5 pracujący w cyklu Atkinsona otrzymał o 8 procent więcej mocy, natomiast moc synchronicznego silnika elektrycznego AC wzrosła o 50 procent. Zasilał go udoskonalony, lżejszy od poprzednika zestaw baterii, który miał mniej ogniw, ale większą gęstość energii. Wśród innowacji poprawiających wydajność znalazł się system start-stop, elektryczny tryb jazdy EV oraz pierwszy na świecie system klimatyzacji z elektryczną sprężarką, który działał także przy wyłączonym silniku benzynowym. Dzięki tym udoskonaleniom nowy model zużywał o 15% mniej paliwa, rozpędzał się do 100 km/h w 10,9 s, a maksymalna prędkość wzrosła do 170 km/h.
Od premiery w 2003 roku do końca 2004 roku sprzedano ćwierć miliona Priusów drugiej generacji, przewyższając całkowitą sprzedaż poprzednika. Wobec gwałtownie rosnącego zapotrzebowania, Toyota zwiększyła produkcję do 180 000 rocznie. W kwietniu 2006 roku sprzedaż przekroczyła 500 000 egzemplarzy, a akceptacja dla samochodów hybrydowych dodatkowo wzrosła, gdy Prius zajął pierwsze miejsce w badaniu satysfakcji klienta JD Power w Wielkiej Brytanii, Francji i Niemczech. Choć w styczniu 2009 roku na targach w Detroit zadebiutowała kolejna generacja, model był sprzedawany w Chinach do końca 2011 roku. Prius II uzyskał łączną sprzedaż 1 192 000 egzemplarzy.
Trzecia generacja
Prius III o oznaczeniu XW30 został uznany za najbardziej zaawansowany technicznie mainstreamowy samochód na rynku. Pojazd, który trafił na rynek w maju 2009 roku, był jeszcze bardziej ekologiczny i miał lepsze osiągi niż poprzednik. Nie tylko zużywał mniej paliwa i emitował mniej spalin, ale też jego wpływ na środowisko w całym cyklu istnienia, licząc od produkcji przez eksploatację po utylizację, był znacząco mniejszy. Udało się to osiągnąć dzięki temu, że Toyota opracowała optymalny system utylizacji napędu hybrydowego i baterii.
Nowy model był mocniejszy od poprzedniego o ponad 20 procent – jego moc wzrosła do 134 KM. Zużycie paliwa spadło o 10 procent, a emisja CO2 o 14 procent. Nowy napęd hybrydowy Hybrid Synergy Drive zyskał większy silnik benzynowy 1.8 z serii ZR i lżejszy lecz wydajniejszy silnik elektryczny. 90% układu napędowego zostało zaprojektowane od nowa.
Samochód został wyposażony w nowy system recyrkulacji spalin, który pozwolił lepiej kontrolować temperaturę. Dzięki temu silnik nie musiał dodatkowo wzbogacać mieszanki, co ograniczyło straty energii. Większe wykorzystanie wysoko wytrzymałej stali pozwoliło ograniczyć masę pojazdu, dzięki czemu samochód był bardziej zrywny.
Liczba trybów jazdy została zwiększona do trzech – tryb EV pozwalał na jazdę na samym silniku elektrycznym na dystansie około 2 km, tryb Eco ograniczał reakcję przepustnicy i wpływał na działanie klimatyzacji, aby zmniejszyć zużycie paliwa. Nowy tryb Power zwiększał osiągi o 50% w stosunku do trybu Eco.
Samochód zmienił się także na zewnątrz. Jego charakterystyczna sylwetka klina w nowej, bardziej wyrazistej odsłonie stała się na całym świecie symbolem ekologicznego samochodu. Auto zostało zbudowane na nowej platformie, która powstała z myślą o bardziej precyzyjnym prowadzeniu i większej stabilności. Nowy Prius miał jeszcze lepszy współczynnik oporu powietrza niż poprzednie modele – o wartości Cx 0.25, ponownie najkorzystniejszej na rynku. Jego aerodynamika została opracowana na podstawie szeroko zakrojonych testów w tunelu powietrznym. Szczególną uwagę poświęcono przepływowi powietrza pod samochodem.
Wśród wielu innowacji technicznych, w które nowy model został wyposażony, znalazły się systemy bezpieczeństwa czynnego, system wentylacji zasilany panelem słonecznym na dachu oraz światła LED, oszczędniejsze od zwykłych lamp o 30%. Prius był pierwszym seryjnym samochodem, w którego konstrukcji wykorzystano ekologiczny plastik wyprodukowany z masy roślinnej.
Prius III generacji zdobył tytuł Japan Car of the Year 2009 i znalazł się na krótkiej liście nominowanych do nagrody World Car of the Year 2010. W Japonii wielokrotnie okazywał się najchętniej kupowanym samochodem roku, nie tylko wśród hybryd, ale w ogóle. W Europie również cieszył się ogromną popularnością. W latach 2000-2008 osiągnął na kontynencie sprzedaż 100 000 egzemplarzy. Jednak dzięki 3. generacji wynik ten wzrósł do 200 000 po kolejnych 2 latach. Granica 3 milionów egzemplarzy sprzedanych na całym świecie została przekroczona w 2013 roku i ugruntowała pozycję Priusa jako najpopularniejszego samochodu hybrydowego w historii.
3. generacja stała się punktem wyjścia do rozbudowy rodziny Priusów o 3 kolejne modele. Wkrótce do standardowego liftbacka dołączył ładowany z zewnętrznej sieci Prius Plug-in, subkompaktowy Prius c oraz 7-osobowy minivan Prius + (w USA znany jako Prius v). Plug-in został wyposażony w większą baterię trakcyjną, która po naładowaniu umożliwiała jazdę w trybie elektrycznym na dystansie 19 km.
Czwarta generacja
Aktualny model Priusa zadebiutował w Japonii w grudniu 2015 roku, a wraz z nim napęd hybrydowy 4. generacji. W Polsce sprzedaż rozpoczęła się w kwietniu 2016 roku. Wszystkie elementy układu napędowego zostały zaprojektowane od nowa, dzięki czemu są mniejsze i lżejsze, a przy tym bardziej wydajne dzięki ograniczeniu strat energii. Samochód spala średnio 3,3 l/100 km – to o 15% lepszy wynik niż w poprzednim modelu. Emisja CO2 również jest mniejsza o 15%, osiągając wynik 76 g/km, poniżej europejskiej normy 95 g/km obowiązującej od 2021 roku.
Sprawność silnika benzynowego 1.8 wynosi w nowym modelu 40%. Większą sprawność ma także mniejszy i lżejszy silnik elektryczny, a akumulator niklowo-wodorkowy zyskał większą gęstość energii, co przekłada się na lepszą wydajność i szybsze ładowanie. W efekcie system elektryczny dostarcza więcej energii podczas przyspieszania, zwiększając elastyczność napędu. Dzięki temu samochód przyspiesza od 80 do 120 km/h w 8,3 s.
Prius powstał na nowej platformie TNGA, dzięki której ma niżej położony środek ciężkości, jest bardziej stabilny i dynamiczny. Większa aż o 60% sztywność nadwozia to efekt wykorzystania wysokowytrzymałej stali do wzmocnienia konstrukcji oraz architektury platformy. Jakość prowadzenia zwiększa dodatkowo zawieszenie wielowahaczowe z tyłu.
Na standardowe wyposażenie składa się pakiet systemów bezpieczeństwa czynnego Toyota Safety Sense nowej generacji, wykorzystujący nową technologię radarową, o większym zasięgu i precyzyjniejszym działaniu niż poprzednia, laserowa. Pakiet obejmuje układ wczesnego reagowania w razie ryzyka zderzenia (PCS) z systemem wykrywania pieszych (PD), układ ostrzegania o niezamierzonej zmianie pasa ruchu z funkcją powrotu na zadany tor jazdy (LDA), układ rozpoznawania znaków drogowych (RSA), automatyczne światła drogowe (AHB), adaptacyjny tempomat (ACC) i system monitorujący zmęczenie kierowcy (SWS). W standardzie są także pełne światła LED, system wspomagający pokonywanie podjazdu (HAC) i 7 poduszek powietrznych, automatyczna klimatyzacja dwustrefowa, system multimedialny Toyota Touch 2 z 7″ ekranem dotykowym, łącznością USB i kamerą cofania oraz elektrycznie sterowane podparcie lędźwiowe fotela kierowcy. Dostępne są także system ostrzegania o ruchu poprzecznym z tyłu pojazdu (RCTA), stacja bezprzewodowego ładowania telefonu, kolorowy wyświetlacz projekcyjny na przedniej szybie (HUD), inteligentny system automatycznego parkowania (SIPA) oraz nagłośnienie JBL.
W 2017 roku zadebiutuje spokrewniony z nowym modelem Prius Plug-in Hybrid 2. generacji. Samochód także powstał na platformie TNGA i wykorzystuje ten sam napęd hybrydowy, rozbudowany o instalację do ładowania z gniazdka. Zasięg Priusa Plug-in Hybrid na silniku elektrycznym zwiększył się do 50 kilometrów, a maksymalna prędkość w elektrycznym trybie jazdy wzrosła z 85 do 135 km/h. Do innowacyjnych technologii należy nowy system ogrzewania baterii, panele fotowoltaiczne na dachu, które zwiększają zasięg auta w trybie EV, oraz klimatyzacja oparta na pompie ciepła z wtryskiem gazu.
Źródło: Toyota
