Как работает силовая установка Toyota Prius: эволюция по поколениям
Toyota Prius — первый массовый гибридный автомобиль, представленный в 1997 году. Его уникальность заключается в гибридной силовой установке Hybrid Synergy Drive, которая сочетает бензиновый двигатель и электромотор.
За более чем 25 лет Prius прошёл 5 поколений, каждое из которых улучшало эффективность, мощность и экологичность.
⸻
Основные принципы работы гибридной системы Prius
• Два источника энергии: бензиновый двигатель (цикл Аткинсона) и электромотор.
• Планетарный редуктор: распределяет мощность между двигателями.
• Батарея: сначала никель-металлгидридная (NiMH), затем появилась литий-ионная.
• Режимы работы:
• только на электротяге (EV);
• только на бензине;
• комбинированный режим.
⸻
1-е поколение (1997–2003) — начало гибридной эры
• Двигатель 1.5 л (58 л.с.) + электромотор 40 л.с.
• Общая мощность: около 97 л.с.
• Батарея NiMH на 1,78 кВт·ч.
• Максимальная скорость на электротяге — низкая, только для городских условий.
• КПД бензинового двигателя: ~34%.
Особенность: гибридная установка работала в основном как помощник ДВС, обеспечивая экономию топлива в городе.
⸻
2-е поколение (2003–2009) — революция и массовый успех
• Двигатель 1.5 л (76 л.с.) + электромотор 68 л.с.
• Совокупная мощность: 110 л.с.
• Улучшенный планетарный редуктор (e-CVT).
• Батарея NiMH на 1,3 кВт·ч.
Особенность: автомобиль стал более практичным, получил клиновидный кузов и ощутимо снизил расход топлива (до 4,3 л/100 км).
⸻
3-е поколение (2009–2015) — больше мощности и надежности
• Новый двигатель 1.8 л (98 л.с.) + электромотор 82 л.с.
• Совокупная мощность: 136 л.с.
• Батарея NiMH, но появились версии с литий-ионной.
• Расход топлива — 3,9–4,1 л/100 км.
Особенность: более высокая динамика, возможность длительного движения в EV-режиме на малых скоростях.
⸻
4-е поколение (2015–2023) — новая платформа TNGA
• Двигатель 1.8 л (98 л.с.) или 1.8/2.0 в разных версиях.
• Совокупная мощность: 122–180 л.с.
• Появились версии Prius Prime (Plug-in Hybrid) с зарядкой от розетки и запасом хода до 50 км на электротяге.
• Улучшенная рекуперация энергии.
Особенность: больше акцент на экономию и экологию, плавность хода и новые батареи (литий-ионные для большинства рынков).
⸻
5-е поколение (2023–н.в.) — гибрид нового уровня
• Двигатель 2.0 л (152 л.с.) + электромотор 163 л.с.
• Совокупная мощность: до 223 л.с.
• Полностью новый дизайн — спортивный и низкий кузов.
• Plug-in версия обеспечивает до 80 км пробега только на электричестве.
• Улучшенные литий-ионные батареи, быстрая зарядка.
Особенность: Prius перестал быть только экономичным «городским гибридом» и стал мощным и динамичным автомобилем.
лассическая схема работы Hybrid Synergy Drive (HSD) на Toyota Prius.
Обозначения на рисунке:
• Двигатель (ДВС) — работает по циклу Аткинсона, даёт основную мощность.
• Планетарная передача — распределяет мощность между ДВС, колесами и электромоторами.
• MG1 (Motor Generator 1) — генератор, запускает ДВС и регулирует его обороты, может работать как мотор.
• MG2 (Motor Generator 2) — основной тяговый электромотор, крутит колёса и выполняет рекуперацию энергии.
• Инвертор — управляет потоками энергии между батареей и электродвигателями.
• ВВБ (высоковольтная батарея) — запасает энергию для MG2 и получает заряд при рекуперации.
Как работает система:
1. Запуск и низкие скорости
Колёса крутит MG2 от батареи, Prius едет как электромобиль.
2. Разгон
ДВС подключается через планетарный редуктор, а MG1 регулирует его обороты. MG2 помогает ускорению.
3. Крейсерский режим
Основную работу выполняет ДВС, MG1 и MG2 подстраивают нагрузку и подзаряжают батарею.
4. Торможение
MG2 работает как генератор, энергия уходит обратно в батарею.
