Toyota Prius +: Famiglia Allargata

 

Le case automobilistiche, negli ultimi anni, hanno puntato molto sul creare un design che rendesse le sue vetture il più possibile riconoscibili e riconducibili a una stessa identità di gruppo. Questa costatazione vale anche per Toyota e per la sua famiglia di vetture ibride che fa capo alla Prius. Siamo andati a scoprire la versione “+” che fa di versatilità, bassi consumi e flessibilità le sue armi vincenti.

 Di Giuseppe Scalisi

  Si sa che quando si parla di vetture ibride il discorso si sposta spesso è volentieri sull’efficacia del sistema utilizzato. Nel caso Prius + conta su un motore benzina da 1.798 cc, 4 cilindri  che sviluppa 73 kW/99 CV a 5.200 rpm e una coppia di 142 Nm erogata a 4.000 rpm che viene affiancato da un generatore, una batteria agli ioni di litio, un’unità di controllo e il gruppo epicicloidale che si occupa della gestione e della ripartizione della potenza.

  La particolarità sta nel fatto che si tratta della prima Toyota, non plug-in, a essere equipaggiata con una 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 che non dispongono della tecnologia plug-in. Grazie alla particolare leggerezza e le ridotte dimensioni la batteria la Casa giapponese ha potuto “piazzare” la batteria immediatamente sotto il tunnel centrale tra i due sedili anteriori.

  La tecnologia utilizzata per realizzare quest’applicazione ha permesso la riduzione del numero di celle a 56, disposte verticalmente su due file. In questa maniera può occupare molto meno spazio, e con i suoi 34 kg risulta essere 8 kg più leggera rispetto a quella che equipaggia Prius. Abbinati a 73 kW forniti dal propulsore termico ci sono i 60 kW messi a disposizione dal generatore elettrico a magneti permanenti.

  Quest’ultimo lavoro insieme al motore termico quando il conducente richiede maggiori prestazioni mentre si fa carico di tutta la vettura quando la stessa viaggia nella modalità Eco (di cui parleremo più avanti). Ma i contenuti tecnologici dell’ultima nata di della famiglia sono molti e non si fermano certamente alla nuova batteria agli ioni di litio.

  Spostando l’attenzione su il sistema di trasmissione a variazione continua a gestione elettronica non si può non sottolineare come rappresenti il cuore del sistema Hybrid Synergy Drive. Questa particolare applicazione 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. Bisogna porre l’accento su l’unità di controllo potenza, del sovracitato sistema, che con dimensioni simili a quelle di una batteria da 12 V, integra 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 che viene poi utilizzata 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 voltaggio della corrente proveniente dalla batteria ibrida da 202 V fino a 12 V, fornendo così l’energia ai sistemi ausiliari e ricaricando la batteria ausiliaria In questa maniera la 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 allo stesso modo il sistema full hybrid della Prius+ raggiunge livelli di consumi ed emissioni pari rispettivamente a 4,1 l/100 km e 96 g/km di CO₂.

 

Hybrid Synergy Drive: come funziona?

Durante i normali spostamenti, il sistema Hybrid Synergy Drive sviluppato dall’azienda Giapponese agisce in maniera da ottimizzare prestazioni, consumi ed emissioni. Quando ci si ferma il motore termico si spegne automaticamente al fine di risparmiare carburante. In condizioni di bassa efficienza del propulsore benzina l’elettrico supplice alla mancanza di prestazioni ottimizzando, anche in questo caso, emissioni e consumi. In condizioni di guida normali, l’erogazione della potenza viene costantemente e automaticamente distribuita tra motore termico ed elettrico, in maniera tale da raggiungere prestazioni ottimali e un’efficienza massima. Attraverso il controllo elettronico della frenata ECB il motore elettrico agisce come un generatore durante la decelerazione e la frenata ottimizzando in tal maniera la gestione dell’energia mediante il recupero dell’energia cinetica che invece che essere dissipata sotto forma di calore e quindi disperdersi viene immagazzinata nella batteria. Se necessario interviene un generatore attivato dal motore termiche che consente di ricaricare la stessa batteria.

Tre modalità: un unico risultato

La casa giapponese ha messo a punto tre modalità di guida sviluppate per migliorare la resa della vettura in ogni situazione. Accanto alla modalità normal, se ne possono selezionare altre tre, che migliorano rispettivamente l’efficienza di guida, le prestazioni e i consumi. In partenza, selezionando normal, la nuova Prius+ funziona automaticamente in modalità EV, e cioè con l’ausilio del solo motore elettrico, per garantire istantaneamente potenza, silenziosità e comfort.

In modalità normal, il sistema Full Hybrid può funzionare con l’ausilio del solo motore elettrico fino a una velocità di 70 km/h, con il motore termico che si accende nel caso di superamento di tale soglia o in caso di accelerazioni decise. Quest'ultimo consente alla Prius+ di viaggiare per lunghi tratti in modalità elettrica con “zero emissioni”. Il sistema è stato ottimizzato per funzionare nel modo più efficiente possibile, eliminando nella maggior parte dei casi il ricorso al motore termico. I test portati avanti da Toyota convergono in questa direzione.

I dati raccolti su tragitti sia urbani sia extraurbani dimostrano come il sistema Full Hybrid permetta un’ampia percentuale di funzionamento con zero emissioni, con una media di oltre il 61% del tempo e del 50% della distanza percorsa. Visto che anche durante le accelerazioni non particolarmente spinte, il motore termico rimane spento, la modalità EV contribuisce a ridurre sensibilmente i consumi medi della Prius+. In modalità Eco, la reattività della farfalla a input decisi sull’acceleratore viene ridotta, e il controllo del climatizzatore ottimizzato per una maggiore economia dei consumi.

A seconda delle condizioni di guida, la modalità Eco permette uno stile di guida più rilassante con una riduzione dei consumi di circa il 10%. In modalità POWER vengono incrementati l’accelerazione e il piacere di guida, grazie ad una reattività della farfalla superiore del 25% agli input dell’acceleratore. A completare l’efficacia di queste tre modalità di guida, un Eco Drive Monitor aiuta il guidatore a massimizzare l’efficienza dei consumi del sistema Full Hybrid.

Attraverso il display multi-informazione del sistema Toyota Touch, il guidatore può controllare il flusso energetico del sistema Hybrid Synergy Drive per ciascuna modalità di guida e di conseguenza regolare il suo stile in funzione della condizioni di viaggio.

Alla ricerca del comfort

Tra le dotazioni tecnologiche di Prius+ non bisogna dimenticare quelle dedicate al comfort di marcia. Tra queste ultime spicca il nuovo sistema di controllo Pitch and Bounce. Questo particolare dispositivo conssite nella regolazione automatica della coppia motrice in base alla superficie strada per ridurre i mobimenti della scocca e migliorare controllo e piacere di guida.

Cosa vuol dire? Il sistema utilizza i dati forniti dal sensore di velocità per per determinare i movimenti sull'asse verticale della parte anteriore della vettura. In caso il movimento verificato sia verso l'alto il sistema riduce la coppia fornita dal motore elettrico per compensare l'oscillazione della vettura.

Nel caso contrario, in un il frontale punti verso l'asfalto, il sistema provvederà a aumentare la coppia motrice. Sfruttando un principio che tutti gli automobilisti conoscono Toyota a sviluppato un sistema che vuole migliorare sensibilmente non solo il piacere di guida e il comfort di bordo ma anche la sicurezza dinamica e il controllo.

In conclusione:

Prius+ rappresenta una logica evoluzione della gamma ibrida Toyota che in questa maniera propone una scelta in più a chi vuole una vettura non solo dagli alti contenuti tecnologici ma che possa garantire anche un abitacolo accogliente e versatile per qualcosa di più delle classiche 3-4 persone. Una vettura pensata per soddisfare le esigenze di cui, attento all'aspetto tecnologico e dell'impatto ambientale, ha la necessita di avere a disposizione un grande spazio interno senza però rinunciare al comfort e al design classico di Prius.