Toyota Prius

Прототип Toyota Prius, впервые показанный осенью 1995 года

В сентябре 1993 года на фирме Toyota был запущен проект под названием G21 (Global 21) и создана группа из 10 человек, которым было поручено сформулировать требования к автомобилю 21 века. Результаты были представлены к концу года: новый автомобиль должен быть компактным, но вместительным, с длинной колёсной базой и экономичным.

1 февраля 1994 года проект G21 под руководством Такеши Учиямада (Takeshi Uchiyamada) стартовал официально. Так как главным для автомобиля будущего считалось снижения выбросов и расхода топлива, то основное внимание разработчики сосредоточили на силовом приводе. В то время уже были известны гибридные, с использованием двигателя внутреннего сгорания и электромотора, системы, но казалось что, создать такой привод к началу 21 века нереально. Поэтому начались работы над двигателем с непосредственным впрыском и высокоэффективной автоматической трансмиссией. А целью было достичь снижения на треть расхода топлива по сравнению с существующими автомобилями[10].

В ноябре 1994 года руководство компании поставило более амбициозную задачу, снизить расход топлива вдвое. Выполнить это можно было только с помощью гибридного привода (англ. Hybrid vehicle drivetrain). Никакой теории тогда не существовало, и команда разработчиков в течение полугода перебирала различные варианты пока не пришла к схеме с двумя электромоторами позже названной Toyota Hybrid System (THS). Окончательное решение о создании пригодного для серийного выпуска гибридного автомобиля было принято в июле 1995 года[11].

Но прежде необходимо было закончить концептуальную модель. Показанный осенью 1995 года на автосалонах во Франкфурте[12] и Токио[13] гибридный автомобиль имел совершенно другой привод, названный Energy Management System (EMS). Для того, чтобы отличить концепт от подготавливаемого к серийному производству автомобиля, последний стали называть Prius (Первый)[14].

В начале ноября 1995 года был собран первый прототип будущего автомобиля, но он не сдвинулся с места. В течение 49 дней разработчики пытались заставить его двигаться и когда он проехал первые 500 метров и заглох, все были просто счастливы. Это было только начало, до создания пригодного к производству автомобиля необходимо было решить ещё гору проблем. Тем более что дата запуска в производство была перенесена с 1998 года на декабрь 1997-го. Автомобиль решили представить к началу конференции по изменению климата[15].

К августу 1997 года все испытания были закончены, а в сентябре на заводе Takaoka Plant началась предварительная сборка[16]. 10 декабря первые серийные автомобили сошли с конвейера, все обещания были выполнены и полностью соответствовали рекламной кампании под лозунгом «Точно вовремя, к началу 21 века»[17]

Инновационный автомобиль требовал особого внимания и на фирме была создана специальная служба, оперативно отслеживающая все проблемы, возникавшие у покупателей[18]. Несмотря на опасения, автомобиль понравился, и его продажи постепенно росли. Покупателей не смущал странный внешний вид модели и её не самые выдающиеся ходовые свойства. Prius выбирали за малый расход топлива, низкую токсичность выхлопа, а главное — за то, что автомобиль был полон технических новинок[19].

Беспрецедентной особенностью этого проекта стало то, что неизвестные и не опробованные технологии были исследованы и подготовлены к массовому производству всего, примерно, за два года.

Схема гибридного силового привода Toyota Prius: двигатель (Engine) и электромотор (Electromotor) вращают колёса и взаимодействуют между собой

Необходимо сразу уточнить, что Prius заправляется только бензином, всю необходимую электроэнергию он вырабатывает сам. Его гибридный силовой привод (англ. Hybrid vehicle drivetrain) построен таким образом, что позволяет и бензиновому двигателю, и электромотору непосредственно подключаться к ведущим колёсам автомобиля и взаимодействовать между собой. При такой схеме каждый из моторов работает в режиме наибольшей эффективности, за счёт чего и обеспечивается низкий расход топлива и малая токсичность выхлопа бензинового двигателя. Кроме этого, в приводе имеются генератор, преобразователь электрического тока и аккумуляторная батарея.

При трогании и движении на малой скорости, когда эффективность бензинового двигателя низка, автомобиль едет на электротяге, с помощью электромотора, разряжая батарею. С ростом скорости, в работу вступает двигатель внутреннего сгорания, который одновременно крутит ведущие колёса и генератор, заряжая батарею. При резком нажатии на педаль газа, в работу вступают оба двигателя, бензиновый и электрический, обеспечивая интенсивный разгон. А при торможении, совместно с обычной тормозной системой задействуется электромотор, работающий в режиме генератора: он создаёт дополнительный тормозной момент на колёсах и подзаряжает батарею. При остановке, даже кратковременной, всё выключается. Переход от одного режима работы к другому происходит автоматически и практически не заметен[20][21].

Иногда бензиновый двигатель работает на стоящем автомобиле, например, если ему необходимо прогреться или, если разряжена батарея и её надо подзарядить[22]. Когда в баке мало бензина, то автомобиль не тронется с места, несмотря на заряженную батарею, его необходимо заправить так, чтобы погасла контрольная лампочка низкого уровня топлива[23]. При длительном хранении аккумуляторная батарея разряжается, поэтому автомобиль необходимо заводить, хотя бы раз в несколько месяцев[22].

Надпись на крышке бензобака Toyota Prius можно перевести как:— «Плевать на бензин!»

Многочисленные государственные и независимые исследования показали[24][25][26][27][28], что автомобиль Prius действительно, первоначально, имел существенно более низкий расход топлива и уровень вредных выбросов. Со временем, производители двигателей внутреннего сгорания сделали их экономичнее и чище, а многие фирмы запустили производство гибридных автомобилей. И хотя Prius также совершенствовался, в последние годы ему стало трудно тягаться с электромобилями по экологичности[29]. Но он, по-прежнему, имеет над ними такие преимущества, как быстрая заправка бензином и длительный пробег до следующего пополнения бака.

Автомобиль спроектирован так, что большинство его пластмассовых деталей легко перерабатываются[30], а такие токсичные в утилизации материалы как поливинилхлорид не используются[31]. Шумоизоляция салона и даже резиновые шланги модели изготовлены из отходов промышленного производства[32].

Сразу же после запуска автомобиля Prius в производство, была создана сеть пунктов по сбору использованных аккумуляторных батарей, которые, затем, отправляются на переработку[33]. Кроме того, совместно с другими японскими производителями фирма Toyota запустила специальную программу по извлечению и повторному использованию применяемых в электродвигателях редкоземельных металлов[34].

Prius в сравнении с обычными автомобилями (данные EPA, пересчитанные в метрические единицы)[35]

В декабре 1997 года продажи автомобиля Prius первого поколения начались в Японии. Это был четырёхдверный седан с салоном на пятерых и отдельным багажником. Автомобиль оборудовался 1,5-литровым бензиновым двигателем и 30-киловаттным электромотором. В 2000-м, после модернизации, в процессе которой была улучшена отдача гибридной системы и повышена топливная экономичность, Prius первого поколения был представлен в Северной Америке и Европе[36].

«Классический» Toyota Prius второго поколения со знаменитым треугольным профилем

Prius второго поколения появился в продаже в сентябре 2003 года. Большой обтекаемый автомобиль теперь имел пятидверный кузов типа хэтчбек. Электромотор его гибридной силовой установки питался вдвое большим напряжением, стал мощнее, поэтому бензиновый двигатель реже вступал в работу, что давало существенную экономию топлива[37].

В мае 2009 года в Японии был представлен Prius третьего поколения. Если внешне он сохранил черты предшественника, только имел более модные плоские поверхности и острые грани, то его гибридный силовой привод был на 90 % новым. Специально разработанный для модели 1,8-литровый двигатель большую часть времени работал на пониженных оборотах, меньше нагружался, экономя топливо. Переработанная трансмиссия стала компактнее и легче, а электрическая часть системы работала ещё на более высоком напряжении, что повышало её отдачу[38].

В июле 2007 года фирма Toyota показала автомобиль-прототип Prius PHV (Plug-in Hybrid Vechicle), созданный на базе модели второго поколения, который имел вдвое большую батарею, подзаряжаемую от внешней электросети[39]. Модель сочетала экологическую чистоту электромобиля и длительный пробег до заправки гибрида. В конце 2009 года, после запуска Prius третьего поколения, начались испытания его подзаряжаемой версии с новейшей литий-ионной батареей. Вскоре, ограниченные партии автомобилей стали предлагать в аренду для правительственных и коммерческих организаций на ключевых рынках: в Японии, Северной Америке и Европе[40]. На фирме решили изучить требования покупателей к автомобилям такого типа и найти оптимальный баланс между пробегом, временем зарядки, размером и стоимостью батареи. В конце января 2012 года подзаряжаемый гибрид Prius PHV поступил в продажу. Автомобиль мог проехать около 25 километров только на электротяге и полностью заряжался за 90 минут[41].

Toyota Prius v, семиместный универсал

Универсал Prius α с увеличенной колёсной базой был представлен в Японии в мае 2011 года. В нём могли комфортно разместиться пятеро взрослых и багаж объёмом до 552 литров. Имелся также семиместный вариант автомобиля с тремя рядами сидений и багажником объёмом 200 литров. Для размещения дополнительного ряда сидений стандартную батарею заменили на более компактную литий-ионную, которую переместили из багажника в нишу между передними сиденьями[42]. Этот же автомобиль под названием Prius v (versatile — универсальный) в конце года поступил в продажу в Северной Америке[43], а летом 2012 — года в Европе, под именем Prius +[44].

Компактный Toyota Prius c

В декабре 2011 года в Японии был представлен компактный хэтчбек Aqua с самым низким, на тот момент, расходом топлива в мире[45]. Весной следующего года этот автомобиль под названием Prius c (city — городской) стали продавать в Северной Америке[46]. Автомобиль был на полметра короче базовой модели Prius, оборудовался 1,5-литровым бензиновым двигателем и имел, размещённую под задним сиденьем компактную аккумуляторную батарею.

Созданный на новой корпоративной платформе TNGA (Toyota New Global Architecture), Prius четвёртого поколения поступил в продажу в Японии в декабре 2015 года. Футуристического вида, угловатый с зазубринами и зигзагообразными элементами автомобиль сильно отличался от предшественников. Двигатель модели остался прежним, но была повышена его эффективность, полностью изменённая трансмиссия стала ещё компактнее, а созданные на новой элементарной базе электронные компоненты были намного экономичнее. Независимая задняя подвеска, а также размещённая под задним сиденьем батарея позволили существенно увеличить объём багажника. Впервые, но только в Японии, предлагалась полноприводная версия автомобиля с периодически подключаемым электроприводом задней оси[47].

В феврале 2017 года появился обновлённый Prius PHV, созданный на базе модели четвёртого поколения, но с несколько иным оформлением передней и задней частей. Батарея увеличенной ёмкости позволяла ему проезжать в режиме электротяги до 68 километров. Довести её заряд до 80 % от максимума на станции быстрой подзарядки можно было всего за 20 минут. Время же полной зарядки от бытовой электросети составляло от 2 до 14 часов, в зависимости от напряжения и допустимой силы тока[48]. В Северной Америке этот же автомобиль продаётся под названием Prius Prime[49].

Большую роль в распространении модели Prius сыграла поддержка правительств, которые в виде субсидий, налоговых льгот и скидок поддерживали покупателей, приобретавших автомобили меньше загрязняющие окружающую среду.

В Японии покупатель автомобиля Prius мог получить выгоду до 7300 долларов в виде льгот, в том числе за счёт снижения налога на покупку, налога производителя и увеличения амортизационных отчислений. В США с 2002 по 2007 год было выделено четыре миллиарда долларов на налоговые скидки тем, кто купит гибридный автомобиль. В Великобритании субсидия в 1000 фунтов предоставляется каждому покупателю такого автомобиля. Во Франции была введена налоговая скидка примерно в 2000 евро на «чистые» автомобили.

В целом, вскоре после начала мировых продаж Prius правительства одиннадцати государств стали оказывать поддержку «зелёным» автомобилям[88].

Кроме чистой экономии на расходах, Prius, как не загрязняющий окружающую среду автомобиль, имеет особый статус в большинстве европейских городов. Так, в Лондоне он освобождался от уплаты налога при въезде в центральную часть города[89].

• Вскоре после начала массовых продаж автомобиля Prius в США эмигрант из СССР, профессор университета Алексей Северинский (Alex Severinsky) подал в суд на фирму Toyota, утверждая, что она нарушает ряд его патентов по гибридной трансмиссии. После шести лет разбирательств спор был урегулирован: стороны согласились, что некоторые автомобили Toyota использовали технологии подобные запатентованным, но гибридная трансмиссия Prius была создана в рамках исследовательской программы Toyota, независимо от любых других изобретений[90].
• Исследования Национального бюро по преступлениям в сфере страхования США (NICB) показали, что автомобиль Prius имеет низкий уровень угонов. Так, если в 2008—2010 годах в среднем угонялся каждый 78 автомобиль, то для Prius этот показатель составил один угон на 606 автомобилей. А из этих угнанных — 97 % автомобилей их владельцы получили обратно[91].
• Ассоциации страховщиков Японии в своём отчёте по состоянию на ноябрь 2017 года сообщает, что при общем спаде количества угонов автомобилей воры сконцентрировали своё внимание на отдельных моделях. Так, доля Prius достигла 22 % всех угнанных автомобилей, что является рекордом последних четырёх лет[92].
• Многие голливудские звёзды владели автомобилем Prius. Среди них: Джессика Альба, Натали Портман, Дженнифер Энистон, Камерон Диас, Сальма Хайек, Гвинет Пэлтроу, Джулия Робертс, Деми Мур, Джулианна Мур, Клаудия Шиффер, Леонардо Ди Каприо, Том Хэнкс, Харрисон Форд, Мэтт Деймон, Орландо Блум, Брэдли Купер, Оуэн Уилсон, Дастин Хоффман, Мэтт Грейнинг[93].

• Prius первого поколения
• Prius второго поколения
• Prius третьего поколения
• Prius четвёртого поколения
• Подзаряжаемый от внешней электросети Prius PHV
• Большой универсал Prius α/v/+
• Компактный хэтчбек Aqua/Prius c