Guide till Toyotas hybridteknik: Allt kan göras bättre – fjärde generationen är den snålaste någonsin

Toyotas hybridteknik har förbättrats i många steg. Det som tidigare sågs som ouppnåeligt är numera verklighet. Vad sägs om en bensinförbrukning på 1,2 l/100 km och ett CO2-utsläpp på endast 28 g/m? Det är realitet, tack vare innovation och ständiga förbättringar.

Guide till Toyotas hybridteknik: Allt kan göras bättre – fjärde generationen är den snålaste någonsin
RAV4 Hybrid är ett resultat av Toyotas förmåga att ständigt förbättras.
Advertisement

Att aldrig vara nöjd låter inte positivt. Men när det gäller teknisk utveckling är det precis tvärtom. Genom ständiga förbättringar, smarta innovationer och nytänkande skapas det som tidigare ansågs som ouppnåeligt.

Ett bra exempel är Toyotas hybridteknik. Det var en revolution inom bilindustrin när Toyota Prius presenterades 1997. Att sömlöst sy ihop drivkraft från både förbränningsmotor och elmotor var genialiskt – och det sparade bränsle på ett mycket funktionellt och kostnadseffektivt sätt.

Men det tog förstås inte stopp där. Idag är Toyota inne på sin fjärde generation av elhybrider. Varje ny hybridgeneration har förfinat tekniken, minskat bränsleförbrukningen, erbjudit mer elkraft och dessutom sänkt kostnaderna. Att köra hybridbil ska inte vara dyrt, Toyotas filosofi har alltid varit att utveckla tekniska innovationer som är tillgängliga i alla storleksklasser och för alla bilköpare, vilket de lyckats med. En hybrid kostar idag lika mycket som en fossilmotor med automat. 

Den första Prius-generationen var resultatet av fem års intensiv forskning och utveckling. Utmaningarna var stora, både att få ned den skrymmande hybridtekniken i ett vanligt motorrum men också att utveckla ett bra batteripaket med lång livslängd.

Förbränningsmotorn till Toyota Prius blev en helt nyutvecklad 1,5-liters bensinfyra som arbetade enligt Atkinson-cykeln. Det innebär att insugsventilerna stänger senare, jämfört med en konventionell motor, och utnyttjar bränslet effektivare. Atkinson-motor lämpar sig väldigt väl i kombination med hybriddrift och alla kommande hybridmodeller har använt denna motortyp.

Forskningen var grundlig och de principer Toyota utvecklade för hybridtekniken i Prius har sedan använts i alla följande elhybrider. Den genialiska lösningen som Toyotas ingenjörer valde var att sammanföra förbränningsmotor och elmotorer i en planetväxel. På det viset kunde man sömlöst foga ihop kraften från alla de tre motorerna (förbränningsmotor och två elmotorer) och samtidigt återvinna bromsenergi, som annars bara försvinner som värme i bromsarna. Genom att använda en planetväxel gick det även att slå av förbränningsmotorn och köra på enbart eldrift.

Läs mer om Toyotas elhybridteknik

Föregångaren Prius

För att minska förlusterna från luftmotståndet spenderades många timmar i lufttunneln för att få Prius maximalt hal. Luftmotståndskoefficienten i den färdiga versionen mättes till Cd 0,29, en fantastisk siffra 1997 för en vanlig familjebil. Allt sammantaget innebar det att Prius fick ett CO2-utsläpp på endast 114 g/km, en närmast overkligt låg siffra i en tid där genomsnittsbilen släppte ut 221 g/km.

Prius var alltså en föregångare på många sätt, med det passande namnet till bilmodellen hämtat från latinet. Prius betyder "att gå före".

Toyota Prius blev en succé och man fick i flera etapper bygga ut produktionen för att hinna med efterfrågan. 123.000 Prius såldes innan det var dags för andra generationen Prius 2004.

Ännu en gång hade Toyotas ingenjörer gjort ett grundligt arbete och "Prius II" innehöll 530 nya, tekniska patent. Luftmotståndet sänktes till Cd 0,26, elmotorn gav 50 procent mer kraft och alla förbättringar ledde sammantaget till ett fantastiskt lågt CO2-utsläpp på 104 g/km.

Toyota Prius II var också först i världen med en helt elektrisk luftkonditionering, något som först 15 år senare börjar bli vanligt på dyra lyxmodeller från andra biltillverkare.

Andra generationen Prius blev en global succé och en "cool" bilmodell som filmstjärnor och kändisar gärna syntes i. Försäljningen överträffade alla förväntningar och Prius II såldes i nästan 1,2 miljoner exemplar.

Läs mer om Toyotas elhybridteknik

Tredje generationen presenteras

Hösten 2009 var det dags för tredje generationen Prius och som väntat hade Toyotas ingenjörer ännu en gång förbättrat alla funktioner i hybridmodellen. Atkinson-motorn växte till 1,8 liter (99 hk/142 Nm) och hybridsystemet var helt omarbetat, 90 procent av komponenterna var nya. Elmotorn blev mera kraftfull med 82 hk och 207 Nm. Det räckte för en elektrisk räckvidd på 20 kilometer och Prius kunde köras elektriskt i upp till 50 km/h. CO2-utsläppet sänktes till fantastiska 89 g/km.

Luftmotståndet på Prius III sjönk till Cd 0,25, världsbäst vid denna tid för en personbil. Elförbrukningen sänktes genom att använda energisnåla lysdioder (LED), en ny teknik som Toyota gick i bräschen för. 

Efter lanseringen av Prius III växte familjen till tre modeller då Toyota även introducerade laddhybriden Prius Plug-in och den rymligare samt sjusitsiga Prius+. Äntligen blev hybridtekniken tillgänglig för fler användare.

När Toyota Prius Plug-in hade premiär var den en av de första massproducerade laddhybriderna och skulle bana väg för en helt ny typ av elektrifierade bilar. Prius Plug-in kom till Sverige 2012 och var då unik med sin elektriska räckvidd på upp till två mil. CO2-utsläppet för Prius Plug-in var rekordlåga 49 g/km, en siffra som ingen skulle trott på bara några år tidigare.

Prius Plug-in var också först med litiumjon-batterier, en helt ny teknik i bilar med hög energitäthet och låg vikt. Allt sammantaget var den tredje generationen Prius – tillsammans med allt fler hybridmodeller från Toyota – ett stort, tekniskt kliv med en hel rad innovationer och viktiga förbättringar.

Läs mer om Toyotas elhybridteknik

Den tredje generationen Prius tog ett stort kliv, tekniskt, men när Prius IV lanserades 2016 hade Toyotas ingenjörer återigen tagit i från tårna. Hela konstruktionen hade omarbetats och placerats i en ny plattform.

 

Den fjärde generationen lanseras

Toyotas Prius IV baseras på Toyota New Global Architecture, TNGA. Plattformen ger utrymme för fler säkerhetssystem, bättre förarassistans, större körglädje och lägre vikt. Jämfört med sin föregångare är Prius IV cirka 100 kilo lättare. Ändå har karossen blivit 60 procent vridstyvare, tack vare höghållfast stålplåt.

Fjärde generationen Prius har blivit rymligare, längre (+60 mm) och bredare (+15 mm) men samtidigt något lägre (-20 mm). Luftmotståndet putsades till rekordlåga Cd 0,24.

Förbränningsmotorn med sin Atkinson-cykel har uppgraderats och ger nu en termisk verkningsgrad på över 40 procent. Det är en ingenjörsmässig milstolpe och bättre än någon annan bensinmotor på marknaden.

Målet var att sänka CO2-utsläppet med 18 procent – det största steget hittills. CO2-utsläppet är 78 g/km och förbrukningen för Prius Hybrid anges till 3,4 l/100 km.

Toyota Prius Plug-in fick stora förbättringar, framför allt när det gäller den elektriska räckvidden som nu ligger kring fem mil. Batteripaketet fördubblades till 8,8 kWh och fick en avancerad temperaturstyrning för att klara både heta sommardagar och -20 grader på vintern. Uppvärmningen (eller nedkylningen) av kupén sker numera med en värmepump som kan arbeta ned till -10 grader på vintern. Värmepumpen sparar energi och gör att elmotorn orkar ännu längre i laddhybriden.

Ytterligare en nyhet i fjärde generationen Prius Plug-in var solpaneler på taket som drev kupéfläkten och på det viset kunde vädra ur värmen ur kupén soliga dagar – något som också sparade energi då luftkonditioneringen fick jobba mindre. Solcellerna står för 5 procent av bilens energi, och det blev också den första bilen som producerar sin egen el – allt i enlighet med ingenjörernas drivkraft och vision.

Större elmotorer och en smart reduktionsväxel gör att elmotorerna i Prius och Prius Plug-in kan snurra ännu snabbare än förut. Maxvarvet är 17.000 rpm, vilket ska jämföras med Prius 1 som snurrade 6.500 rpm. Allt sammantaget innebär det att Prius Plug-in har en 83 procent starkare eldrift, jämfört med sin föregångare. Förbrukningen enligt NEDC-cykeln anges till rekordlåga 1,2 l/100 km och CO2-utsläppet är endast 28 g/m för Prius Plug-in.

Skulle vi backa bandet 20 år vore en bränsleförbrukning för en familjebil på 1,2 l/100 km en ren utopi. En omöjlig fantasi. Men Toyotas tekniker har aldrig varit nöjda, alltid testat en gång till, gjort nya innovationer, ifrågasatt allt, ritat om kartan. Och den strävan fortsätter, med allt fler och snålare hybridmodeller som sparar bränsle på riktigt. Det har gjort att över 12 miljoner människor valt en elhybrid från Toyota, sedan starten 1997.

Läs mer om Toyotas elhybridteknik