Toyota wyciągnęła wnioski ze swoich błędów, a kiedy zaprezentowała drugą generację samochodu na Międzynarodowym Salonie Samochodowym w Nowym Jorku w 2003 roku, klienci byli zachwyceni na wiele sposobów.
Po siedmiu latach na rynku, pierwsza generacja Priusa została zastąpiona. Jej następca nie był już sedanem, ale liftbackiem z tyłem Kammback, który wyglądał nieco lepiej. Design nie był najważniejszym aspektem pojazdu. Toyota skupiła się bardziej na układzie napędowym, a w przeciwieństwie do poprzedniej generacji, także na wnętrzu, które zostało znacznie ulepszone w każdej dziedzinie. W rezultacie, podczas gdy Prius XW10 (pierwsza generacja) sprzedano w liczbie około 123 000 egzemplarzy, jego następca dotarł do około 1,2 miliona klientów. Dzięki współczynnikowi oporu powietrza wynoszącemu 0,26 oraz ulepszonym silnikowi i jednostce napędowej, XW20 przyczynił się do popularyzacji pojazdów hybrydowych na całym świecie. Już nie był jedynym samochodem gazowo-elektrycznym, ale osiągnął ikoniczny status na rynku, zwłaszcza że nie wyglądał jak żadna inna Toyota.
Przód drugiej generacji Priusa, który nie wyglądał na zły ani agresywny, przyciągał więcej klientów. Jego pionowe reflektory flankowały wąski grill, a logo producenta zdobiło maskę. Niżej, owinięty plastikowy zderzak miał dolny wlot powietrza, który mógł pomieścić zestaw lamp przeciwmgielnych, w zależności od wersji i rynku.
Z profilu Prius prezentował krótki, wysoki przód, a za nim panoramiczna szyba, która niemalże tworzyła jedną linię z maską. Jego zaokrąglony dach opadał ku tyłowi pojazdu, z pochyloną tylną szybą przymocowaną do klapy bagażnika. Mały „dzióbek” pomógł samochodowi zredukować turbulencje za sobą i poprawić współczynnik oporu. Z tyłu, Toyota zainstalowała niewielkie, ale szerokie okno pod spojlerem. Samochód wprowadzono na rynek w czasach, gdy producenci starali się zapewnić pojazdy z wyraźnymi światłami tylnymi, co również uczyniono w Priusa, umieszczając je wokół otwarcia bagażnika.
Wewnątrz Prius był wyraźnym krokiem naprzód w porównaniu do swojego poprzednika. Szeroka deska rozdzielcza wyglądała nowocześnie i miała zestaw wskaźników umieszczony pośrodku, blisko szyby, z cyfrowymi wyświetlaczami po stronie kierowcy na ekranie LED. Przed kierowcą znajdował się przeprojektowany, czteroramienny zestaw kierowniczy z przyciskami do kontroli mediów oraz danych wyświetlanych przez samochodowy komputer pokładowy. Na górze centralnej konsoli Toyota zamontowała wyświetlacz LCD dla systemu multimedialnego, który kontrolował radio i nawigację oraz wyświetlał informacje o hybrydowym układzie napędowym. Przednie fotele były oddzielone wąską konsolą środkową, w której producent umieścił parę uchwytów na kubki oraz schowek pod podłokietnikiem. Z tyłu było wystarczająco miejsca na nogi i głowy dla dwóch dorosłych, chociaż w razie potrzeby mogły tam usiąść trzy osoby. Za kabiną Toyota zamontowała sensownie dużą przestrzeń bagażową.
Druga generacja Priusa została wypełniona nowoczesną technologią. Oprócz systemu multimedialnego i układu napędowego, samochód był dostępny z inteligentnym kluczem (bezkluczykowe wejście i uruchamianie), co było rzadkością w tych czasach. Jego silnik benzynowy o pojemności 1,5 litra działał w cyklu Atkinsona i był sparowany z przekładnią e-CVT. Dodatkowo, silnik elektryczny o mocy 50 kW (67 KM) pomógł pojazdowi uzyskać lepsze czasy przyspieszenia niż wcześniejszy Prius.
Toyota Prius to pierwszy na świecie komercyjnie produkowany i sprzedawany samochód hybrydowy. Został wprowadzony do sprzedaży w Japonii w 1997 roku, a na rynkach światowych w 2001 roku. Do końca 2003 roku wyprodukowano prawie 160 000 sztuk na sprzedaż w Japonii, Europie i Ameryce Północnej. W języku łacińskim „prius” oznacza „przed” lub „pierwszy”. Prius (modele z lat 2000-2003) jest certyfikowany jako Super Ultra Low Emission Vehicle (SULEV) przez California Air Resources Board (CARB). W modelu z 2004 roku Prius przeszedł redesign na średniej wielkości hatchback i uzyskał certyfikację jako Advanced Technology Partial zero-emissions vehicle (AT-PZEV). W Ameryce Północnej znajdował się pomiędzy modelami Echo a Corolla, jednak obecnie jest pomiędzy Corollą a Camry, odkąd wprowadzono drugą generację tego pojazdu. Prius zdobył liczne nagrody, w tym tytuł Samochodu Roku w Europie, Japonii i Ameryce Północnej.
Jak to działa
Prius nazywany jest prawdziwym pojazdem hybrydowym, zaprojektowanym od podstaw. Celem Toyoty przy tworzeniu Priusa była redukcja ilości emitowanych zanieczyszczeń i maksymalna efektywność energetyczna. Zastosowano kilka metod, aby osiągnąć ten cel, w tym:
Bardziej efektywne wykorzystanie silnika spalinowego (ICE), co pozwoliło na zmniejszenie zużycia paliwa. Silnik 1NZ-FXE wykorzystuje bardziej wydajny cykl Atkinsona zamiast powszechniejszego cyklu Otto;
Dwa silniki elektryczne/generatorów, które dostarczają 50 kW (67 hp) przy 1 200 do 1 540 obr/min oraz 400 N·m (295 ft·lbf) momentu obrotowego od 0 do 1 200 obr/min, co znacząco przyczynia się do wydajności i ekonomii;
Inwerter IGBT o mocy 50 kW kontrolowany przez 32-bitowy mikroprocesor, który efektywnie konwertuje moc między bateriami a silnikiem/generatorami.
Niższy współczynnik oporu powietrza wynoszący 0,26 (0,29 dla modelu z 2000 roku), co zmniejsza opór powietrza, szczególnie przy wyższych prędkościach;
Opony o niższym oporze toczenia w modelu z 2000 roku, co zmniejsza tarcie na drodze;
Rekuperacyjne hamowanie, proces odzyskiwania energii kinetycznej podczas hamowania lub zjazdu z nachylenia i magazynowania jej jako energii elektrycznej w akumulatorze trakcyjnym do późniejszego użycia, zmniejszając jednocześnie zużycie klocków hamulcowych;
Uszczelniona bateria niklowo-metalowo-wodorowa (NiMH) o 168 ogniwach, dostarczająca 201,6 V;
Bezstopniowa skrzynia biegów – Prius nie wykorzystuje typowej CVT; Toyota nazywa to Urządzeniem Rozdziału Mocy. Silniki elektryczne i silnik spalinowy są połączone z zestawem przekładni planetarnych, który jest zawsze załączony, i nie ma zmiany biegów.
Elastyczny zbiornik paliwa, co zmniejsza ilość emisji węglowodorów w postaci pary paliwa;
System magazynowania chłodziwa w termosie, który przechowuje gorące chłodziwo silnika, a następnie wykorzystuje je do skrócenia czasu nagrzewania się.
Redukcja masy – na przykład, pokrywa bagażnika i maska wykonane są z aluminium zamiast stali.
Toyota Prius (2004)
Model Toyota Prius z 2004 roku
Chwalone zalety Priusa w porównaniu do wcześniejszych energooszczędnych modeli obejmują brak konieczności ładowania, ponieważ cała energia pochodzi z silnika spalinowego. Oznacza to, że prowadzi się go jak tradycyjny samochód spalinowy, a komputer pokładowy zajmuje się przekazywaniem mocy pomiędzy silnikiem a silnikami elektrycznymi oraz automatycznie ustala, kiedy naładować akumulator, a także najefektywniejsze wykorzystanie silnika lub silników elektrycznych (lub obu) w zależności od warunków jazdy. Oznacza to również, że nie można korzystać z energii elektrycznej z zewnętrznych źródeł; niektórzy uznają to za poważną wadę. Prius odzyskuje energię, która w przeciwnym razie zostałaby zmarnowana: podczas hamowania energia kinetyczna pojazdu jest częściowo odzyskiwana do naładowania akumulatora, zamiast być marnowana w postaci ciepła. Zmniejsza to również zużycie klocków hamulcowych.
Silnik może się wyłączyć, gdy osiągnie odpowiednią temperaturę roboczą, a katalizator w układzie wydechowym osiągnie optymalną temperaturę. Prius może wtedy działać tylko na energię elektryczną; czasami nazywa się to „trybem cichym” z powodu braku hałasu silnika. To dodatkowo zmniejsza zużycie paliwa i eksploatację silnika. Gdy warunki jazdy wymagają dodatkowej mocy z silnika, ten uruchamia się automatycznie.
Komputer pokładowy zapewnia, że silnik pracuje w najbardziej efektywnych warunkach. Zazwyczaj silnik spalinowy działa nieefektywnie, gdy przepustnica jest w połowie otwarta, co powoduje duszenie. Efekt ten, nazywany stratami pompowymi, jest głównym powodem nieefektywności silników spalinowych w porównaniu do silników wysokoprężnych. Prius minimalizuje straty pompowe, działając na silniku spalinowym w zakresie wysokiego momentu obrotowego przy całkowicie otwartej przepustnicy. Technologia sterowania przepustnicą „drive-by-wire” oraz to, co Toyota nazywa Hybrid Synergy Drive (prosty łącznik momentu obrotowego, stosunkowo mocny napęd elektryczny i sterowanie komputerowe), są kluczowe w tym systemie.
Oprócz bezpośrednich korzyści w postaci zmniejszenia zużycia paliwa i emisji, zatrzymanie silnika również poprawia wydajność katalizatora, ponieważ w normalnym pojeździe gazy wydechowe z silnika na biegu jałowym tendencję do schładzania katalizatorów poniżej ich optymalnej temperatury.
W przeciwieństwie do konwencjonalnych pojazdów, częste uruchamianie i wyłączanie silnika nie powoduje dodatkowego zużycia ani problemów z emisją, ponieważ silniki napędowe mają wystarczającą moc, aby szybko i płynnie obrócić silnik do optymalnych obrotów (około 1000) przed jego „uruchomieniem”. Unika to zużycia, gdy silnik jest „uruchomiony” (z paliwem i iskrą) przy bardzo niskich obrotach, jak ma to miejsce w większości pojazdów.
Dla każdego samochodu straty aerodynamiczne z powodu oporu są znacznie większe na autostradzie niż przy niskiej prędkości w ruchu miejskim. Samochód niehybrydowy osiąga gorsze wyniki w ruchu miejskim, ponieważ jego silnik jest znacznie mniej wydajny przy niskiej mocy, na przykład podczas postoju w korku, a także dlatego, że musi często oddawać swoją energię kinetyczną do hamulców podczas jazdy w systemie stop-and-go. Prius osiąga lepszą efektywność paliwową w cyklach dynamometrycznych w mieście, ponieważ silnik może się wyłączyć zamiast pracować na niskiej mocy i działać tylko z akumulatora przy niskich prędkościach oraz podczas postoju (w tym w systemie ogrzewania/chłodzenia wnętrza oraz wspomagania kierownicy). Dodatkowo, energia kinetyczna pojazdu może być odzyskiwana podczas hamowania i magazynowana w akumulatorze. Zgodnie z testami EPA, Prius z lat 2004-2006 osiąga 60 mpg (US) w testach dynamometrycznych w mieście, w porównaniu do 51 na autostradzie, a Natural Resources Canada szacuje 58,8 mpg (US) (4,0 L/100 km) w mieście i 56,0 (4,2 L/100 km) na autostradzie. (Z powodu szczególnych cech tych testów, nieliczni kierowcy uzyskują te wartości zużycia paliwa w typowych warunkach podmiejskich, ale „rzeczywista” wydajność przy ostrożnej jeździe może być zbliżona.) Oznacza to, że największe zalety hybrydy występują głównie w ruchu miejskim, chociaż czynniki takie jak styl jazdy, użycie klimatyzacji oraz krótkie dystanse mogą częściowo zniwelować te korzyści. Hybryda ma mniejsze korzyści w szybkiej jeździe po otwartej drodze typowej dla ruchu między miastami, jednak osiąga poprawioną efektywność paliwową w tych okolicznościach, ponieważ może wykorzystać mniejszy i bardziej wydajny silnik niż byłoby to konieczne (ponieważ akumulator i silnik elektryczny mogą dostarczyć dodatkową moc szczytową potrzebną do wyprzedzania i ograniczonego podjazdu pod górę).
Prius z lat 2004-2006
Model Prius z 2004 roku był całkowitym redesignem wcześniejszych generacji Priusa. Nowy model oparty jest na nowej (drugiej generacji) Hybrid Synergy Drive (HSD, znanej również jako THSII), zastępując wcześniejszą technologię Toyota Hybrid System (THS). Pierwsza generacja (1997-2003) nie mogła działać na pełnej wydajności klimatyzacji, jeśli silnik nie był włączony. Podczas pracy na biegu jałowym silnik musiał uruchamiać się co minutę, gdy działała klimatyzacja. W przeciwieństwie do tego, model z 2004 roku wprowadził całkowicie elektryczną sprężarkę do chłodzenia. Pozwoliło to na korzystanie z klimatyzacji bez uruchamiania silnika co chwilę, gdy samochód był całkowicie zatrzymany, a także umożliwiło szerokie korzystanie z „trybu cichego” (działania wyłącznie na silniku elektrycznym).
Jego współczynnik oporu powietrza wynoszący 0,26 był wtedy drugim najniższym w branży, po mniejszym Honda Insight z 0,25.
Rekuperacyjne hamowanie znacznie się poprawiło, polegając tak mało na hamulcach tarczowych (z wyjątkiem nagłych zatrzymań), że niektórzy technicy Toyoty żartowali, że oryginalne klocki hamulcowe mogą przetrwać przez cały okres użytkowania samochodu.
Prius z 2004 roku to średniej wielkości samochód z większą przestrzenią niż poprzedni kompakt, zaprojektowany jako model „pięciodrzwiowy” (cztery drzwi plus tylny bagażnik). Ogólnie rzecz biorąc, samochód pozostał wygodnie wąski z zewnątrz, stosunkowo płaski z boku i stosunkowo wysoki (o kilka cali wyższy niż Camry). Profil był znacznie bardziej ciągły, z krótkim opadającym przodem, przechodzącym w silnie pochyloną szybę przednią i łukowatą linię dachu kończącą się ściętą tylną częścią Kammback. Dodatkowa wysokość umożliwiła bardziej wyprostowaną pozycję siedzącą i wyższy punkt widzenia, co daje lepszą widoczność drogi dla kierowcy. Zaskakująco dużo dodatkowego miejsca na nogi z tyłu przypominało przestrzeń dostępną w znacznie większym pojeździe. Składane tylne siedzenia w proporcjach 60/40 umożliwiały łatwe przewożenie większości paczek.
Dzięki mniejszej i niższej napięciowej baterii NiMH oraz przetwornicy podnoszącej napięcie do 500 V, model z 2004 roku był mocniejszy (o 2 sekundy szybszy w przyspieszeniu od 0 do 96 km/h) i o 15% bardziej paliwooszczędny niż poprzednia generacja Priusa, osiągając 60 mil na galon (4,3 L/100 km) w mieście i 51 mil na galon (4,7 L/100 km) na autostradzie (według EPA). Przy odpowiednim prowadzeniu, kierowcy dojeżdżający do pracy i poruszający się w podmiejskich warunkach zgłaszają zużycie paliwa od 45 do 50 mil na galon (5,2 do 4,7 L/100 km).
Wyświetlacz wielofunkcyjny (MFD) pokazuje wskaźniki zużycia paliwa dla każdego pięciominutowego odcinka jazdy, co może zachęcać do ekonomicznej jazdy. Wyświetlacz wskazuje również bieżące zużycie paliwa, co jest pomocne w wykrywaniu momentu przełączania się pojazdu z trybu wyłącznie elektrycznego na elektryczny + ICE. W tym momencie zazwyczaj korzystne jest szybkie przyspieszenie zamiast obciążania pojazdu, aby osiągnąć korzystniejsze miejsce lub zakres prędkości dla trybu wyłącznie elektrycznego.
Opcja o nazwie System Inteligentnego Klucza (SKS) eliminuje tradycyjny kluczyk do zapłonu. „Inteligentny klucz”, który przypomina konwencjonalny pilot do bezkluczykowego dostępu, ma przyciski do zdalnego blokowania i odblokowywania drzwi, a także uruchamiania alarmu. Nie ma konieczności używania żadnego z przycisków, aby skorzystać z systemu SKS. Zbliżenie do jednego metra od samochodu z kluczem w dłoni (nawet w kieszeni lub torebce) powoduje włączenie wewnętrznych świateł sufitowych (jeśli przełączniki są ustawione na pozycję DOOR). Gdy osoba z kluczem dotknie któregokolwiek z przednich drzwi lub tylnej klapy, drzwi te natychmiast się odblokowują i można je otworzyć. System SKS może działać w trzech trybach: odblokowywanie drzwi kierowcy, odblokowywanie jednych drzwi oraz odblokowywanie wszystkich drzwi. Po wejściu do środka, samochód można uruchomić, naciskając przycisk „POWER” podczas jednoczesnego naciskania pedału hamulca, trzymając fob w kieszeni lub torebce. Aby zatrzymać samochód, wystarczy ponownie nacisnąć przycisk „POWER”. Po zaparkowaniu można zablokować samochód, naciskając czarny przycisk na zewnętrznej klamce drzwi. System SKS rozpozna klucze pozostawione wewnątrz pojazdu, gdy jest wyłączony, i nie pozwoli na jego zablokowanie w tej sytuacji.
Nie ma konwencjonalnego włącznika zapłonu, który trzeba by obrócić, aby uruchomić Priusa, ta funkcja została zastąpiona prostym okrągłym przyciskiem „POWER” na desce rozdzielczej. W modelach SKS, kierowca musi tylko usiąść wewnątrz pojazdu (z fobem w dłoni), nacisnąć nogą hamulec i nacisnąć przycisk „POWER”, aby uruchomić pojazd. W samochodach, które nie są wyposażone w SKS, kierowca używa przycisków blokady/odblokowania na fobie i wkłada fob do slotu w desce, aby samochód mógł wystartować.
Pojazd klasyfikowany jest jako SULEV (Super Ultra Low Emissions Vehicle), 90% czystszy niż konwencjonalne samochody spalinowe. Posiada certyfikację Advanced Technology Partial Zero Emission Vehicle (AT-PZEV) od CARB (California Air Resources Board).
Jako ciekawostka, pakiet opcji oferowany w Japonii i Europie daje Priusowi możliwość wykonywania równoległego i wstecznego parkowania wspomaganego przez komputer pokładowy – po raz pierwszy taka funkcjonalność została zaoferowana w produkcyjnym pojeździe. Osiemdziesiąt procent nabywców Priusa w Japonii zdecydowało się na tę opcję. System nie jest jednak inteligentny, szczególnie brakuje mu widzenia maszynowego, które pozwalałoby unikać przeszkód czy pieszych, więc jest bardzo ograniczony.
Pasażerowie Priusa (tylko model TSpirit, nie T3 ani T4) mogą korzystać z telefonu komórkowego z funkcją Bluetooth poprzez system audio samochodu, nie wyjmując telefonu z kieszeni. Nie wszystkie telefony Bluetooth są jednak kompatybilne z Prius.
Model Prius z 2006 roku wprowadził kilka drobnych zmian kosmetycznych, a także zaawansowane poduszki powietrzne, kamerę tylnego widzenia, ulepszony system audio i nowy wyświetlacz LCD o wyższej rozdzielczości.
Ulepszenia po zakupie
Różne usprawnienia dla Priusa obejmują dodatkowe akumulatory, ładowarki, tryb cichy oraz panele słoneczne.
Tryb cichy
Gdy pojazd zostaje uruchomiony przyciskiem „start”, jest od razu gotowy do jazdy na napędzie elektrycznym, podczas gdy elektryczne pompy nagrzewają silnik uprzednio zaoszczędzonym gorącym chłodziwem silnika, zanim silnik spalinowy zostanie uruchomiony. Opóźnienie między uruchomieniem samochodu a uruchomieniem silnika spalinowego trwa około siedmiu sekund. W azjatyckich i europejskich wersjach tego pojazdu znajduje się przycisk oznaczony „EV”, który utrzymuje tryb Pojazdu Elektrycznego po uruchomieniu, w większości warunków małego obciążenia. Model północnoamerykański nie ma przycisku „EV”, chociaż tryb „EV” jest nadal wspierany wewnętrznie przez komputer zarządzania wysokim napięciem Priusa. Chociaż niektórzy spekulowali, że tryb EV nie został uwzględniony w amerykańskich modelach w celu zachowania gwarantowanej żywotności akumulatora wynoszącej 100 000 mil (160 000 km) w USA – 150 000 mil (240 000 km) w Kalifornii i kilku innych stanach – inżynierowie zauważają, że tryb EV jest automatycznie wyłączany, gdy akumulator wymaga naładowania z silnika spalinowego. Prius zaprojektowano z myślą o ochronie akumulatora przed ekstremalnym rozładowaniem oraz przeładowaniem i będzie wykorzystywał silnik według potrzeb, aby utrzymać optymalne warunki dla długiej żywotności akumulatora. Oprócz informacji na forach dyskusyjnych, projekt PRIUS+ oferuje instrukcje dla majsterkowiczów, którzy chcą aktywować przycisk, a dostawca komponentów po rynku Coastal Electronic Technologies oferuje zestaw.
Dodatkowe akumulatory
Rozwijając projekt przycisku, California Cars Initiative (CalCars) przekształciło Priusa w 2004 roku, dodając większe akumulatory, a prywatne firmy EDrive Systems w USA i Amberjac Projects w Wielkiej Brytanii ogłosiły plany sprzedaży zestawów konwersyjnych w 2006 roku. Najnowsze wersje wykorzystują nową, opatentowaną technologię bezpiecznego formatu litowego akumulatora od Valence Technology (VLNC, NASDAQ) o nazwie Saphion. Gęstość energii i znacznie bardziej efektywne wykorzystanie tych akumulatorów zapewniają około 20 razy większą moc dostępną z standardowego pakietu NiMH, ale tylko o podwójną wagę. Testy pokazują, że jest zdolny do osiągania >30 mil (50 km) w trybie całkowicie elektrycznym przy prędkościach poniżej 34 mph (55 km/h). Silnik spalinowy uruchamia się tylko przy wyższych prędkościach lub gdy potrzebne jest dodatkowe przyspieszenie. Ekonomia paliwowa (jak pokazano w przypadku kilku dziennikarzy) poprawia się do 100-160 mpg (US) (40-68 km/litr) w zależności od warunków jazdy. Jazda po mieście może być możliwa bez użycia ICE, eliminując użycie prawie całego paliwa ciekłego na rzecz energii elektrycznej.
Ładowarki
CalCars zainicjował działania na rzecz promowania pomysłu hybryd plug-in, które miałyby być produkowane przez producentów samochodów, i udokumentował korzyści w zakresie emisji hybryd plug-in nie tylko w czystej sieci energetycznej Kalifornii, ale także w krajowej (50% zasilane węglem) sieci energetycznej. Ta dodatkowa funkcja byłaby względnie nieskuteczna bez dodatkowej pojemności akumulatora lub przestrojenia, aby całkowicie rozładować akumulatory (co mogłoby być szkodliwe dla ich żywotności).
Ostatnio Toyota ogłosiła, że planuje w przyszłości wyprodukować hybrydę plug-in.
Panele słoneczne