Il sistema full hybrid di Prius+ dispone di un motore termico 1.8 VVT-i, un potente motore elettrico, un generatore, un’efficiente batteria agli ioni di litio, un’unità di controllo e il gruppo epicicloidale di ripartizione della potenza.
Il sistema HSD utilizza la potenza congiunta del motore termico e di quello elettrico, oppure di uno solo di essi, massimizzando l’efficienza delle due unità e ottenendo il miglior bilanciamento possibile tra prestazioni e consumi. Durante la decelerazione e la frenata, il motore elettrico agisce come fosse un generatore ad alta potenza per consentire la frenata rigenerativa. L’energia cinetica, che va solitamente a dissiparsi come calore, viene recuperata come energia elettrica da immagazzinare nella batteria.
La trasmissione a variazione continua E-CVT del sistema è gestita tramite un dispositivo comandato elettronicamente con tecnologia Shift-by-Wire
La Prius+ dispone di tre modalità di guida ‘on-demand’, sviluppate per incrementare le potenzialità della tecnologia full hybrid, compresa un’esclusiva modalità di guida EV, che consente una guida ultrasilenziosa con l’utilizzo del solo motore elettrico, per livelli di emissioni pari a zero. Batteria agli ioni di litio La batteria agli ioni di litio di Prius+ sostituisce per la prima volta la batteria al nichel-metallo idruro dei modelli full hybrid Toyota che non dispongono della tecnologia plug-in. Sistemata nella parte centrale del veicolo, immediatamente sotto il tunnel centrale tra i due sedili anteriori, la nuova batteria risulta molto più leggera e compatta rispetto a quella della Prius. Il nuovo design della batteria ha permesso la riduzione del numero di celle a 56, disposte verticalmente su due file. In questo modo la batteria occupa molto meno spazio, e con i suoi 34 kg risulta essere 8 kg più leggera rispetto a quella di Prius. A dispetto di una tale riduzione nelle dimensioni e nel peso, la batteria della Prius+ possiede lo stesso voltaggio di 202 V e la medesima potenza.
Motore 1.8 litri a ciclo Atkinson con nuovo sistema di ricircolo del calore di scarico
Il motore benzina da 1.798 cc, 4 cilindri a ciclo Atkinson sviluppa 73 kW/99 CV a 5.200 rpm e 142 Nm di coppia a 4.000 rpm. Combinato con il sistema di Ricircolo dei Gas di Scarico, il motore a Ciclo Atkinson garantisce significativi benefici dal punto di vista dell’efficienza e delle emissioni. Nel ciclo Atkinson la chiusura ritardata delle valvole di aspirazione ritarda l’inizio della fase di compressione. Questo crea un rapporto di espansione compressione più alto, riducendo le perdite per pompaggio e l’energia dispersa allo scarico, aumentando così l’efficienza del motore. Di conseguenza, la temperatura di scarico risulta inferiore a quella dei motori convenzionali. Il sistema EGR reintroduce i gas di scarico nella giusta quantità all’interno del sistema di aspirazione, contribuendo a ridurre ulteriormente le temperature di funzionamento del motore. Insieme, queste tecnologie minimizzano la necessità di arricchire il rapporto aris/combustibile per tenere sotto controllo la temperatura del catalizzatore, riuscendo così a migliorare i consumi e diminuire le emissioni.
Il sistema di gestione della temperatura del motore combina il sistema di ricircolo dei gas di scarico migliorato con la pompa di raffreddamento elettrica, ottimizzando l’efficienza e il comfort nell’abitacolo soprattutto quando la temperatura esterna è molto bassa. Un motore elettrico sostituisce il tradizionale azionamento a cinghia della pompa del liquido refrigerante motore riducendo le perdite meccaniche. Come conseguenza il flusso del liquido di raffreddamento può essere controllato con grande precisione, contribuendo così a una maggiore efficienza dei consumi. Attraverso una valvola inserita nel sistema di scarico, il nuovo sistema di ricircolo riutilizza i gas di scarico per riscaldare il liquido di raffreddamento all’avviamento del motore. Il nuovo sistema è il 33% più leggero e il 27% più efficiente di quello della Prius. Sostanzialmente è oggi possibile il trasferimento di una maggiore quantità di calore dai gas di scarico. In questo modo vanno a ridursi sensibilmente i tempi di warm-up del motore e di riscaldamento dell’abitacolo, migliorando l’efficienza e i consumi del sistema ibrido, specialmente in presenza di temperature rigide. E-CVT -
Trasmissione a variazione continua a gestione elettronica
Rappresenta il cuore del sistema Hybrid Synergy Drive® e comprende il motore e il generatore elettrico, il gruppo epicicloidale di ripartizione della potenza e il doppio ingranaggio di riduzione, tutti alloggiati in una scatola di trasmissione molto leggera e compatta, dalle dimensioni paragonabili a quella di un cambio convenzionale. L’E-CVT presenta una trasmissione multi-funzione che integra quattro tipi di ingranaggio, compreso un doppio dispositivo di riduzione che lo rende leggero ed estremamente compatto. Per compensare l’incremento del peso rispetto alla Prius, il rapporto di trasmissione finale è stato abbassato da 3,498 a 3,704, riuscendo a mantenere inalterate le prestazioni del veicolo in accelerazione.
Motore/generatore elettrico da 60 kW
Il potente motore/generatore elettrico sincrono, a magneti permanenti da 60 KW, lavora insieme al motore a benzina per migliorare la performance in accelerazione, mentre lavora da solo quando la Prius+ è in modalità EV. Per poter mantenere un’efficienza ottimale nonostante l’incremento nel peso del veicolo, il sistema di raffreddamento ad aria del motore elettrico è stato sostituito con un sistema a liquido. Il motore elettrico genera una potenza immediata già da fermo e una coppia massima di 207 Nm. L’elevato voltaggio di funzionamento pari a 605 V DC, consente il funzionamento con livelli più bassi di corrente e, di conseguenza, una minore dissipazione termica, aumentando l’efficienza del sistema HSD. Unità di controllo della potenza Con dimensioni simili a quelle di una batteria da 12 V, l’unità di controllo della potenza del sistema Hybrid Synergy Drive® è composta da un convertitore di voltaggio, un inverter e un convertitore DC/DC.
Controllata dalla centralina del motore (ECU), l’Unità di Controllo della Potenza aumenta il voltaggio della corrente continua proveniente dalla Batteria Ibrida convertendola in corrente alternata per azionare il motore elettrico. Per caricare la batteria ausiliaria, i veicoli convenzionali utilizzano un alternatore; ma dal momento che un alternatore non può funzionare quando il motore termico è spento, i sistemi full-hybrid necessitano di un sistema diverso. La tecnologia Hybrid Synergy Drive® prevede un convertitore DC/DC per ridurre il voltaggiodella corrente proveniente dalla batteria ibrida da 202 V fino a 12 V, fornendo così l’energia ai sistemi ausiliari e ricaricando la batteria ausiliaria.
Prestazioni
Il sistema Hybrid Synergy Drive® della Prius+ combina la potenza di 99 CV/73 kW del motore benzina 1.8 litri agli 82 CV/60 kW del motore elettrico, raggiungendo una potenza massima pari a 136 CV/100 KW. La Prius+ accelera da 0 a 100 km/h in 11,3 secondi. Grazie ad un’aerodinamica e a un peso ai vertici della categoria, il sistema full hybrid della Prius+ raggiunge livelli di consumi ed emissioni pari rispettivamente a 4,1 l/100 km e 96 g/km1 di CO2.