No início da década de 1990, a Toyota estabeleceu a meta de um carro que usasse aproximadamente metade do combustível de um carro convencional equivalente. Reduzir apenas o motor a combustão teria deixado o carro fraco; a adoção do modo totalmente elétrico era inviabilizada pelas baterias. A resposta foi um híbrido: um pequeno motor a gasolina de ciclo Atkinson mais um motor elétrico de ímã permanente, combinados por meio de um dispositivo de divisão de potência.
A divisão de potência permite que o motor a combustão funcione com carga quase constante, enquanto o motor elétrico lida com os picos de aceleração e recarrega durante a frenagem e a desaceleração. Como o motor a combustão nunca precisa seguir diretamente a demanda das rodas, sua relação ar-combustível permanece estável e sua eficiência se mantém alta. O motor a combustão também desliga automaticamente quando o carro está parado.
Quando o Prius foi colocado à venda no Japão em 10 de dezembro de 1997, a Toyota afirmou que o sistema alcançava 28 km/L (modo 10.15) — quase o dobro da eficiência de combustível dos carros convencionais a gasolina — e reduzia as emissões de CO, HC e NOx a cerca de um décimo dos níveis estabelecidos pelas regulamentações da época.
Manter o motor a combustão eficiente; deixar o motor elétrico preencher as lacunas
A divisão de potência mantém o motor a combustão em sua zona de operação mais eficiente, em vez de perseguir cada variação na velocidade das rodas.
A frenagem regenerativa recupera energia que os carros convencionais dissipam como calor, transformando a desaceleração em combustível economizado.
O desligamento do motor a combustão com o veículo parado elimina o maior desperdício de marcha lenta sem qualquer ação do motorista.
Como foi uma mudança de sistema, e não um ajuste de componente, entregou aproximadamente 2x de eficiência em um único salto.
Quando duas tecnologias têm cada uma seu ponto ideal, a jogada vencedora costuma ser uma interface precisa que permita a cada uma fazer o que faz de melhor — e não uma escolha em que um vence e o outro perde.
O Prius tornou-se o primeiro carro de passeio híbrido produzido em massa e o modelo para trens de força híbridos em toda a indústria; o posterior Hybrid Synergy Drive refinou a arquitetura de divisão de potência. A Toyota vendeu dezenas de milhões de híbridos no mundo todo, e o conceito de divisão de potência continua sendo o núcleo de sua linha de híbridos.
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As fontes
- Toyota Launches the Revolutionary PRIUS Hybrid Passenger Vehicle Toyota Motor Corporation · global.toyota ·
- A Hybrid Energy Storage System for a Coaxial Power-Split Hybrid Powertrain IntechOpen (Hybrid Electric Vehicles) · intechopen.com ·