Seit er im Jahr 2000 in Europa auf den Markt kam, hat sich der Toyota Prius zum Paradebeispiel für ein umweltfreundliches Auto gemausert. Auf der IAA (17. bis 27. September 2009) erlebt die neue Version des Prius Messepremiere. Im Folgenden stellen wir die Antriebstechnik vor.
Weniger Verbrauch durch mehr Hubraum
Die Gesamtleistung des neuen Prius stieg von 113 auf 136 PS. So beschleunigt das Auto aus dem Stand in 10,4 Sekunden auf 100 km/h – eine Verbesserung um 0,5 Sekunden. Das Höchsttempo liegt jetzt bei 180 statt bisher 170 km/h. Zugleich sank der Verbrauch von 4,3 auf 3,9 Liter je 100 Kilometer. Der neue Prius unterschreitet außerdem die Grenzwerte von Euro 5, ja er soll sogar die kommende Euro-6-Norm erfüllen. Außerdem besitzt er den zweitgeringsten CO2-Ausstoß aller Pkw auf dem Markt: 89 Gramm pro Kilometer. Darunter liegt nur noch der Smart Fortwo mit Dieselmotor, der ein Gramm weniger ausstößt. Zum niedrigeren Verbrauch soll ausgerechnet der größere Benzinmotor beitragen. Begründung: Durch den um 0,3 auf 1,8 Liter gestiegenen Hubraum liegen die Drehzahlen niedriger. Nicht ganz so wichtig, aber auch erwähnenswert: Die Leistung des Ottomotors liegt nun bei 99 statt bisher 78 PS.
Atkinson spart Sprit
Der Motor arbeitet wie bisher mit Atkinson-Ventilsteuerung. Dabei schließen die Einlassventile später, was die Kompression verzögert und zu einem geringeren Verdichtungsverhältnis führt. Das Expansionsverhältnis ist dagegen deutlich größer als bei einem normalen Ottomotor. Das ist günstig, denn beim konventionellen Aggregat wird der thermodynamische Wirkungsgrad auch durch den Druck am Ende der Expansion begrenzt: Könnte bis auf Umgebungsdruck expandiert werden, wäre es optimal. Durch das höhere Expansionsverhältnis wird der Antrieb effizienter. Dadurch spart man Sprit.
Niedrigere Abgastemperatur
Eine zweite Folge ist die niedrigere Abgastemperatur, was indirekt wieder dem Verbrauch zugute kommt. Denn bei herkömmlichen Benzinern ist es zuweilen erforderlich, das Kraftstoff-Luft-Gemisch anzufetten, um die Abgastemperatur zu senken und dadurch eine Schädigung des Katalysators zu verhindern. Dies ist beim neuen Prius nicht nötig. Das liegt außer am Atkinsonprinzip auch an der neuen Abgasrückführung, die eine Kühlung aufweist. So muss der Katalysator kaum mehr vor Überhitzung geschützt werden, und der dadurch mögliche Verzicht auf das Anfetten minimiert den Verbrauch.
EHR für schnelleres Aufwärmen
Wie beim Lexus RX 450h kommt eine Abgaswärmerückführung (Exhaust Heat Recovery, EHR) zum Einsatz. Sie sorgt für eine kürzere Warmlaufphase des Motors beim Kaltstart. Dies gestattet einerseits eine zügigere Temperierung des Innenraums, steigert aber auch die Effizienz des Hybridantriebs und senkt den Kraftstoffverbrauch. Der Benzinmotor lässt sich, insbesondere bei kühler Witterung, früher abschalten, um zum rein elektrischen Fahrbetrieb überzugehen. Außerdem ersetzt im neuen Prius eine elektrische Kühlwasserpumpe das bisherige Bauteil mit Riemenantrieb. So verringert sich die Reibung und Heizung sowie Klimaanlage lassen sich auch bei abgeschaltetem Motor betreiben. Alle diese Faktoren tragen wiederum zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs bei.
Kleineres Planetengetriebe
Wie bisher besitzt der Prius einen so genannten leistungsverzweigten Hybridantrieb. Soweit ist alles beim Alten, doch wurden 90 Prozent der Teile des Toyota-Hybridantriebs neu konstruiert. Die Antriebseinheit beinhaltet ein neues Planetengetriebe. Es fällt 12,5 Millimeter kürzer und 20 Kilogramm leichter aus als das des Vorgängermodells. Überdies konnten die Reibungsverluste um bis zu 20 Prozent verringert werden, unter anderem durch einen besonderen Fräsprozess bei der Fertigung des Planetengetriebes, eine verbesserte Getriebeschmierung und den Einsatz von Kugellagern statt Kegelrollenlagern.
Elektromotor mit 60 kW
Der Elektromotor ist leichter als sein Vorgänger, obwohl er nun 60 statt bisher 50 kW (82 statt 68 PS) zur Verfügung stellt. Die Ingenieure erreichten dies, indem sie die Höchstdrehzahl des Elektromotors mehr als verdoppelten und das zur Verfügung stehende Drehmoment durch ein integriertes Untersetzungsgetriebe maximierten. Um die maximale Leistungsabgabe zu erhöhen, wurde die Betriebsspannung von 500 auf 650 Volt gesteigert. In normalen Fahrsituationen wird der Motor jedoch weiterhin mit 500 Volt betrieben, um Energie zu sparen.
Nickel-Metallhydrid-Batterie wie bisher
Die 650 Volt Wechselspannung des Elektromotors werden aus den 202 Volt Gleichspannung der Batterie erzeugt. Der dafür nötige Inverter fällt nun etwa ein Drittel kleiner und leichter als bisher aus. Zur Energiespeicherung dient wie bisher eine Nickel-Metallhydrid-Batterie von Panasonic. Auch die Batteriekapazität mit 6,5 Amperestunden oder etwa 1,3 Kilowattstunden blieb unverändert. Die unter dem Gepäckraum platzierte Batterie fällt jedoch kompakter aus. Neben all den komplizierten Änderungen am Hybridantrieb geht ein Drittel der Verbrauchssenkung auch auf das Konto einer verbesserten Aerodynamik – zumindest diese Verbesserung ist leicht verständlich.
Weniger Verbrauch durch mehr Hubraum
Die Gesamtleistung des neuen Prius stieg von 113 auf 136 PS. So beschleunigt das Auto aus dem Stand in 10,4 Sekunden auf 100 km/h – eine Verbesserung um 0,5 Sekunden. Das Höchsttempo liegt jetzt bei 180 statt bisher 170 km/h. Zugleich sank der Verbrauch von 4,3 auf 3,9 Liter je 100 Kilometer. Der neue Prius unterschreitet außerdem die Grenzwerte von Euro 5, ja er soll sogar die kommende Euro-6-Norm erfüllen. Außerdem besitzt er den zweitgeringsten CO2-Ausstoß aller Pkw auf dem Markt: 89 Gramm pro Kilometer. Darunter liegt nur noch der Smart Fortwo mit Dieselmotor, der ein Gramm weniger ausstößt. Zum niedrigeren Verbrauch soll ausgerechnet der größere Benzinmotor beitragen. Begründung: Durch den um 0,3 auf 1,8 Liter gestiegenen Hubraum liegen die Drehzahlen niedriger. Nicht ganz so wichtig, aber auch erwähnenswert: Die Leistung des Ottomotors liegt nun bei 99 statt bisher 78 PS.
Atkinson spart Sprit
Der Motor arbeitet wie bisher mit Atkinson-Ventilsteuerung. Dabei schließen die Einlassventile später, was die Kompression verzögert und zu einem geringeren Verdichtungsverhältnis führt. Das Expansionsverhältnis ist dagegen deutlich größer als bei einem normalen Ottomotor. Das ist günstig, denn beim konventionellen Aggregat wird der thermodynamische Wirkungsgrad auch durch den Druck am Ende der Expansion begrenzt: Könnte bis auf Umgebungsdruck expandiert werden, wäre es optimal. Durch das höhere Expansionsverhältnis wird der Antrieb effizienter. Dadurch spart man Sprit.
Niedrigere Abgastemperatur
Eine zweite Folge ist die niedrigere Abgastemperatur, was indirekt wieder dem Verbrauch zugute kommt. Denn bei herkömmlichen Benzinern ist es zuweilen erforderlich, das Kraftstoff-Luft-Gemisch anzufetten, um die Abgastemperatur zu senken und dadurch eine Schädigung des Katalysators zu verhindern. Dies ist beim neuen Prius nicht nötig. Das liegt außer am Atkinsonprinzip auch an der neuen Abgasrückführung, die eine Kühlung aufweist. So muss der Katalysator kaum mehr vor Überhitzung geschützt werden, und der dadurch mögliche Verzicht auf das Anfetten minimiert den Verbrauch.
EHR für schnelleres Aufwärmen
Wie beim Lexus RX 450h kommt eine Abgaswärmerückführung (Exhaust Heat Recovery, EHR) zum Einsatz. Sie sorgt für eine kürzere Warmlaufphase des Motors beim Kaltstart. Dies gestattet einerseits eine zügigere Temperierung des Innenraums, steigert aber auch die Effizienz des Hybridantriebs und senkt den Kraftstoffverbrauch. Der Benzinmotor lässt sich, insbesondere bei kühler Witterung, früher abschalten, um zum rein elektrischen Fahrbetrieb überzugehen. Außerdem ersetzt im neuen Prius eine elektrische Kühlwasserpumpe das bisherige Bauteil mit Riemenantrieb. So verringert sich die Reibung und Heizung sowie Klimaanlage lassen sich auch bei abgeschaltetem Motor betreiben. Alle diese Faktoren tragen wiederum zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs bei.
Kleineres Planetengetriebe
Wie bisher besitzt der Prius einen so genannten leistungsverzweigten Hybridantrieb. Soweit ist alles beim Alten, doch wurden 90 Prozent der Teile des Toyota-Hybridantriebs neu konstruiert. Die Antriebseinheit beinhaltet ein neues Planetengetriebe. Es fällt 12,5 Millimeter kürzer und 20 Kilogramm leichter aus als das des Vorgängermodells. Überdies konnten die Reibungsverluste um bis zu 20 Prozent verringert werden, unter anderem durch einen besonderen Fräsprozess bei der Fertigung des Planetengetriebes, eine verbesserte Getriebeschmierung und den Einsatz von Kugellagern statt Kegelrollenlagern.
Elektromotor mit 60 kW
Der Elektromotor ist leichter als sein Vorgänger, obwohl er nun 60 statt bisher 50 kW (82 statt 68 PS) zur Verfügung stellt. Die Ingenieure erreichten dies, indem sie die Höchstdrehzahl des Elektromotors mehr als verdoppelten und das zur Verfügung stehende Drehmoment durch ein integriertes Untersetzungsgetriebe maximierten. Um die maximale Leistungsabgabe zu erhöhen, wurde die Betriebsspannung von 500 auf 650 Volt gesteigert. In normalen Fahrsituationen wird der Motor jedoch weiterhin mit 500 Volt betrieben, um Energie zu sparen.
Nickel-Metallhydrid-Batterie wie bisher
Die 650 Volt Wechselspannung des Elektromotors werden aus den 202 Volt Gleichspannung der Batterie erzeugt. Der dafür nötige Inverter fällt nun etwa ein Drittel kleiner und leichter als bisher aus. Zur Energiespeicherung dient wie bisher eine Nickel-Metallhydrid-Batterie von Panasonic. Auch die Batteriekapazität mit 6,5 Amperestunden oder etwa 1,3 Kilowattstunden blieb unverändert. Die unter dem Gepäckraum platzierte Batterie fällt jedoch kompakter aus. Neben all den komplizierten Änderungen am Hybridantrieb geht ein Drittel der Verbrauchssenkung auch auf das Konto einer verbesserten Aerodynamik – zumindest diese Verbesserung ist leicht verständlich.
Datenblatt
| Motor und Antrieb | |
| Motorart | Otto-Reihenmotor, Atkinson-Ventilsteuerung, VVT-i, DOHC |
| Zylinder | 4 |
| Ventile | 4 |
| Hubraum in ccm | 1.798 |
| Leistung in PS | 99 |
| Leistung in kW | 73 |
| bei U/min | 4.000 |
| Drehmoment in Nm | 142 |
| Antrieb | Frontantrieb |
| Getriebe | stufenlos variable Automatik (Planetengetriebe) |
| Fahrwerk | |
| Spurweite vorn in mm | 1.525 |
| Spurweite hinten in mm | 1.520 |
| Radaufhängung vorn | McPherson-Einzelradaufhängung, Querstabilisator |
| Radaufhängung hinten | Torsionslenkerachse |
| Bremsen vorn | innen belüftete Scheiben (255 mm) |
| Bremsen hinten | Scheiben (259 mm) |
| Wendekreis in m | 10,4 |
| Räder, Reifen vorn | 15-Zoll-Alufelgen, Reifen 195/65R15 |
| Räder, Reifen hinten | wie vorn |
| Lenkung | Zahnstangenlenkung mit elektrischer Servounterstützung |
| Maße und Gewichte | |
| Länge in mm | 4.460 |
| Breite in mm | 1.745 |
| Höhe in mm | 1.490 |
| Radstand in mm | 2.700 |
| Leergewicht in kg | 1.370 |
| Zuladung in kg | 435 |
| Kofferraumvolumen in Liter | 445 |
| Kofferraumvolumen, variabel in Liter | 1.120 |
| Dachlast in kg | 75 |
| Tankinhalt in Liter | 45 |
| Fahrleistungen / Verbrauch | |
| Höchstgeschwindigkeit in km/h | 180 |
| Beschleunigung 0-100 km/h in Sekunden | 10,4 |
| EG-Gesamtverbrauch in Liter/100 km | 3,9 |
| EG-Verbrauch innerorts in Liter/100 km | 3,9 |
| EG-Verbrauch außerorts in Liter/100 km | 3,7 |
| CO2-Emission in g/km | 89 |
| Schadstoffklasse | Euro 5 |
| Weitere Informationen | |
| 1/moreName | 60 kW (82 PS), 207 Nm |
| 2/moreName | NiMH, 202 Volt, 6,5 Ah, 27 kW |
| 3/moreName | 100 kW (136 PS) |
| 4/moreName | 2 km |
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