RAV-4 był eksperymentem z samochodem elektrycznym, który nadal nim pozostaje.
Prawdziwie stary zrzut ekranu samochodu RAV-4 EV z broszury z targów motoryzacyjnych w Tokio z 1997 roku. (Zdjęcie: Toyota Motor Co. Media Group)
Podziel się z CleanTechnica swoim wsparciem poprzez subskrypcję na Substacku, Patreonie lub Stripe. Pomóż nam tworzyć wysokiej jakości, oryginalne treści, które publikujemy co tydzień, mimo wyzwań stawianych przez sztuczną inteligencję służącą do pobierania treści, antyspołeczne media, inflację i inne przeszkody.
Gdy w 1995 roku Hiroshi Okuda objął stanowisko prezesa Toyota Motor Corporation, radykalnie zmienił globalną strategię tego producenta samochodów. Uświadamiając sobie presję wynikającą z nadchodzących w Kalifornii wymogów dotyczących zerowych emisji oraz długoterminowe zagrożenie w postaci wyczerpywania się zasobów ropy naftowej, Okuda zażądał, aby Toyota przyspieszyła przechodzenie swoich programów dotyczących pojazdów ekologicznych od etapu badań teoretycznych do gotowych produktów dostępnych na rynku.
Pod kierownictwem Okudy realizacją projektów inżynieryjnych zajmował się specjalistyczny Wydział Rozwoju Pojazdów Elektrycznych Toyoty, utworzony w 1992 roku. Kierownictwo nad badaniami nad zaawansowanymi systemami napędowymi sprawował
Dr Hiroyuki Watanabe, inżynier, który dołączył do rady dyrektorów Toyoty w 1996 roku, aby kierować działaniami badawczo-rozwojowymi w zakresie architektur pojazdów hybrydowych, elektrycznych oraz z ogniwami paliwowymi. Wraz z zaangażowanym zespołem inżynierów zajmujących się podwoziem i układami elektrycznymi wykorzystali pierwszą generację crossovera RAV4 jako wspólną podstawę techniczną dla dwóch różnych systemów napędowych.
Linia elektryczna z baterią: RAV4 EV
Aby kontrolować koszty produkcji i skrócić cykle rozwoju, inżynierowie Toyoty dostosowali istniejącą platformę RAV4 zamiast tworzyć specjalne podwozie. Zespół inżynieryjny początkowo oceniał dwa systemy przechowywania energii: zamknięty pakiet akumulatorów ołowiowo-kwasowych oraz nowo opracowany akumulator na niklu i wodorku, wyprodukowany we współpracy z Panasonic. Testy grup fokusowych w Japonii i Stanach Zjednoczonych potwierdziły, że chemia akumulatorów ołowiowo-kwasowych zapewniała niewystarczający zasięg jazdy.
Model RAV4 EV trafił na rynek japoński we wrześniu 1996 roku, a na rynek amerykański w 1997 roku. Dostępny był w wersjach trzydrzwiowej i pięciodrzwiowej, przy czym wersja pięciodrzwiowa wyposażona była w silnik synchroniczny prądu przemiennego z trwałymi magnesami o mocy 50 kW, generujący moment obrotowy wynoszący 190 Nm. Dzięki takiemu układowi prędkość maksymalna była elektronicznie ograniczona do 77 mph, a zasięg jazdy w warunkach testowych w Japonii przekraczał 124 mile.
Aby zachować przestrzeń w kabinie, zespół inżynierów umieścił całą baterię pod deskami podłogowymi pasażerskimi. Konstrukcja obejmowała wbudowany ładowarkę o napięciu 200 V, zdolną naładować baterię z pełnie rozładowanego stanu w ciągu 10 godzin, a także system klimatyzacji z pompą ciepła sterowaną inwerterem, opony o niskim oporze toczenia oraz system hamowania regeneracyjnego.
Toyota przeprowadziła międzynarodowe testy floty w celu zebrania danych z rzeczywistego użytkowania, w tym pięcioletni program wynajmu uruchomiony w 1997 roku na wyspie Jersey z udziałem pięciu modeli trzydrzwiowych. W latach 1996–2003 sprzedaż i wynajem na całym świecie osiągnęły około 1 900 sztuk. Około 1 500 z tych pojazdów trafiło do Stanów Zjednoczonych, w tym 320 sztuk sprzedanych w Kalifornii w 1998 roku, aby spełnić wymogi regulacyjne stanu.
Linia pojazdów na paliwo wodorowe: RAV4 FCEV
Toyota wykorzystała platformę RAV4 do rozwijania swoich możliwości wytwarzania energii na pokładzie. W październiku 1996 roku firma zaprezentowała prototyp FCEV-1 w Osace w Japonii, co stanowiło pierwszy pojazd elektryczny na paliwo wodorowe wyposażony w zbiornik na hydrydy metaliczne.
FCEV-1 wykorzystywał układ o mocy 20 kW oparty na ogniwie paliwowym z elektrolitem polimerowym, wewnętrznie nazywany Toyota FC Stack, który osiągał sprawność przekształcania energii powyżej 60 procent, emitując jedynie parę wodną. Specjalna stopa chłonąca wodór umożliwiała przechowywanie paliwa przy niższych ciśnieniach niż w systemach z gazem sprężonym, choć zwiększała całkowitą masę pojazdu do 1 820 kg. Podczas testów prototyp osiągnął prędkość maksymalną 62 mph oraz zasięg 155 mil.
W 1997 roku zespół rozwojowy wprowadził FCEV-2, który zawierał wbudowany reformer metanolu przeznaczony do bezpośredniego wydobywania wodoru z paliwa ciekłego, oferując potencjalne rozwiązanie problemu braku dedykowanej infrastruktury wodorowej.
Integracja inżynieryjna i dziedzictwo
Dane techniczne zebrane przez dział Watanabe miały bezpośredni wpływ na późniejsze projekty układów napędowych Toyoty. Do 2001 roku oprogramowanie do zarządzania bateriami pomocniczymi i kontroli mocy opracowane w ramach projektów RAV4 EV i Prius zostało zintegrowane z prototypami komórek paliwowych następnej generacji, oznaczonymi jako FCHV-3 i FCHV-4.
Późniejsze modele przeniesiono na większą platformę Highlander i wyposażono w zbiorniki na wodór gazowy pod wysokim ciśnieniem. FCHV-4 stał się pierwszym pojazdem na komórki paliwowe, który otrzymał zgodę na testy drogowe w Japonii, co doprowadziło do ograniczonej komercyjnej premiery Toyoty FCHV w Japonii i Stanach Zjednoczonych w grudniu 2002 roku.
Uwaga autora: Postanowiłem napisać o samochodach elektrycznych, które spotkałem na każdej wystawie Tokyo Motor Show, w której brałem udział od 35. edycji w 1995 roku, aż do pandemii. Masz jakieś komentarze lub uwagi? Napisz do mnie na adres tribstribdino@gmail.com