A Lexus RZ 450e akkumulátoros elektromos hajtásláncaa

Az új akkumulátoros elektromos hajtáslánc kifejlesztése során a Lexus arra törekedett, hogy gyakorlati egyensúlyt találjon a teljesítmény és a hatékonyság között. Céljai eléréséhez a márka számos technológiai előnyt tudott felhasználni az elmúlt két évtizedben sikert sikerre halmozó hibrid modelljeinek fejlesztése során szerzett tapasztalataiból. Ennek a stratégiának a kulcsa az optimális kapacitású akkumulátor kiválasztása volt, amely a legjobb egyensúlyt biztosítja a hatótávolság, a hatékonyság, a költségek és a méret/helykihasználás között.

Akkumulátoros elektromos hajtáslánc

A Lexus egy kompakt, nagyfeszültségű rendszeráramkört tervezett, amelyben a transaxle és az inverter az e-Axle egységekben található. Az energiatároló egység (ESU) integrálja a töltési, tápellátási és áramelosztási funkciókat. Zajszűrőket adtak az áramkörhöz az elektromágneses kompatibilitás javítása érdekében – ez segít elkerülni a jármű audiorendszerével való interferenciát.

Az állandó mágneses motorok nagy teljesítménysűrűséggel és 17 000 ford./perces fordulatszámmal rendelkeznek. Az inverter nagy térfogati hatékonyságot tud felmutatni, miközben nagy áramkimenetet tesz lehetővé. Kompakt mérete – a vázszerkezetes felépítésnek köszönhetően – lehetővé teszi, hogy a transaxle egyégbe legyen integrálva. A motorok szimmetrikus hárompontos alumínium rögzítőrendszeren vannak elhelyezve, amely kiegyensúlyozott támogatást nyújt, hozzájárulva a kényelemhez, a kezelhetőséghez, a stabilitáshoz és a csendes működéshez.

A hűtőrács előtti lamellák használata csökkenti a légellenállást, ugyanakkor szükség esetén nagy hűtési teljesítményt biztosít – amennyiben nincs szükség a hűtésre, automatikusan bezáródnak. Az első beömlőben lévő légcsatornák a hűtőre irányítják a levegőt, még akkor is, ha a lamellák zárva vannak. A hűtési teljesítményt egyetlen, nagy átmérőjű ventilátor biztosítja.

Lítium-ion akkumulátor

Az akkumulátorcsomag teljes egészében az utastér padlója alatt helyezkedik el, és a jármű vázának szerkezeti részét képezi. Ez hozzájárul az autó merevségéhez és alacsony súlypontjához, miközben az egység vékony profilja azt is jelenti, hogy nem vesz el helyet az utastérből és a csomagtréből sem. Az akkumulátor egy lezárt, megerősített szerkezetben található, amely megvédi az útfelülettel való érintkezés vagy ütközés esetén.

Az egység 96 cellát tartalmaz, amelyek bruttó kapacitása összesen 71,4 kWh. A minőség, a tartósság és a megbízhatóság bizonyítékaként a Lexus garantálja, hogy az akkumulátor 10 év után is megőrzi kapacitásának legalább 70 százalékát. Ugyanakkor a márka biztos abban, hogy az akkumulátortechnológiák terén szerzett rengeteg tapasztalatának köszönhetően a tényleges kapacitás legalább 90 százalék lesz még ennyi idő elteltével is.

A legtöbb – 20” keréktárcsákon futó – RZ változat körülbelül 395 kilométeres hatótávot ér el a WLTP kombinált ciklusú tesztjén. A 18” colos kerektárcsákat használó kivitelek hatótávolsága körülbelül 40 kilométerrel hosszabb. Ezek az értékek a teljes feltöltéstől az akkumulátor teljes lemerüléséig tartó hatótávra vonatkoznak.

Mint minden akkumulátoros elektromos jármű esetében, a valós hatótávolság eltérhet a referencia WLTP adatoktól. A valós hatótáv, amelynek megtételére képes az autó, olyan egyéni tényezők függvényében változik, mint a vezetési stílus és tempó, az akkumulátor töltöttségi állapota és hőmérséklete, a klímaberendezés használata és a gumiabroncsok típusa.

Azon felhasználók számára, akiknek elsődleges célja a jármű hatótávolságának maximalizálása, fontos részlet, hogy az RZ Range üzemmódban is működtethető (részletek az alábbi Vezetési üzemmódok fejezetben).

A műszeregység kijelzőjén látható, hátralévő hatótávolságra vonatkozó adat számos tényező alapján kerül kiszámításra a felhasználók nyugalmának biztosítása érdekében. Az akkumulátor töltöttsége mellett figyelembe veszi a korábbi energiafogyasztási hatékonyságot, a tényleges vezetési körülményeket és az aktuális klímahasználatot is. A kijelzőn lévő adat attól a pillanattól kezdve 0 kilométert mutat, hogy az akkumulátor töltöttsége lecsökken körülbelül 8 százalékra¹.

Az akkumulátor teljesítményének és tartósságának hatékony hűtés a kulcsa. A mérnökök hosszú élettartamú, nagy ellenállású LLC hűtőfolyadékot használtak mind a lítium-ion akkumulátorhoz, mind a BEV rendszerhez. Ez szabályozza a hőmérsékletet egy rendkívül hatékony rendszerben, amely segít fenntartani a stabil akkumulátorteljesítményt még nagy terhelések esetén is – például nagy sebességű haladás vagy ismételt gyorstöltés esetén. Az akkumulátor hűtése és az autó légkondicionáló rendszere együttműködik, ami szintén növeli a teljesítményt, biztosítja az utastér kényelmét és támogatja az akkumulátor élettartamának meghosszabbítását. Az egység hűtése alulról történik az egyenletes áramló hűtőközeggel, ami még jobb hűtési teljesítményt biztosít. A hűtőfolyadék külön kamrában van, így szivárgás esetén sem érintkezik közvetlenül az akkumulátorral.

Amikor hidegebb hőmérsékleten használják az autót, töltés közben aktiválható az akkumulátorfűtés. Ez a légkondicionáló rendszer fűtőelemét használja, és egyenáramú töltő használatakor automatikusan működésbe lép.

Akkumulátortöltés

Az RZ egy kompakt és könnyű, 11 kW-os fedélzeti töltővel van felszerelve. Az akkumulátor újratöltése háromfázisú áramforráshoz csatlakoztatva körülbelül hat és fél órát vesz igénybe. Egyfázisú töltés esetén ez az időtartam körülbelül 10 óra, míg egyenáramú gyorstöltő rendszerhez csatlakoztatva a 80 százalékos töltöttségi szint 30 perc² alatt érhető el.

A Lexus Link alkalmazás segítségével a tulajdonosok előre beállíthatják, hogy pontosan mikor szeretnék tölteni az autót, így kihasználva a csúcsidőn kívüli, olcsóbb energiát. Ezen kívül a kényelem érdekében beprogramozhatnak egy ismétlődő töltési ütemtervet.

Gyorsulás

Az RZ a gázpedált mélyre nyomva erőteljes, töretlen gyorsulásérzetet biztosít, míg finoman kezelve a pedált kiválóan szabályozható a sebesség. Az akkumulátoros elektromos rendszer használata lehetővé teszi a kipörgésmegelőző funkció használatát: az e-Axle elemekben található motoros ECU figyeli a kerekek sebességét, így már azelőtt észleli a megcsúszást, mielőtt még a jármű kipörgésgátló rendszere működésbe lépne, és szabályozza a nyomatékot, valamint csökkenti a kerekek korai elpörgését.

Sport mód használatakor a Dynamic G Control töretlen gyorsulásérzetet biztosít, egyensúlyban tartva a kifinomult és erőteljes sebességnövekedést az irányíthatósággal.

Négyfokozatú motorfék

A vezető a kormány mögötti kapcsolófülek segítségével négy fokozatban állíthatja a motorfék mértékét, hogy az igényeinek és a helyzetnek megfelelően lassuljon az autó a gázpedál felengedésekor. A lassulás fokozottabb Sport üzemmódban, illetve lejtőkön, ezzel elősegítve a biztonságos, magabiztos vezethetőséget.

Gyorsítási hangszabályozó

A vezető és az autó kapcsolatát a gyorsítási hangszabályozó teszi még közvetlenebbé. Ez a rendszer olyan hangokat generál az audiorendszer hangszóróin keresztül, amelyek tükrözik az autó aktuális állapotát és viselkedését. A rendszer egy állandó hangot modulál úgy, hogy tükrözze a beállított vezetési üzemmódot, a váltások időzítését és a gázpedál használatát. Ha a vezető úgy kívánja, a rendszer kikapcsolható.

Négy választható vezetési üzemmód, köztük az exkluzív Range beállítással

Az RZ teljesítménye és karaktere előre programozott vezetési üzemmódok segítségével állítható. A Normal üzemmód a teljesítmény és az energiafogyasztás optimális egyensúlyát biztosítja, ezzel szinte minden körülmények között megfelelő viselkedést nyújtva. Eco módban a teljesítményt szorítja háttérbe az autó azáltal, hogy kisebb nyomatékot generál a gázpedál lenyomására, és lejjebb veszi a légkondicionáló teljesítményét. Sport módban nagyobb erőt kíván a kormányzás, és élesebb a gázpedál reakciója. A multimédiás érintőképernyőn keresztül elérhető egy Custom üzemmód is, amely egyéni beállításokat tesz lehetővé a felhasználók részére – a kívánt beállítást alkalmazhatják a hajtáslánc, a futómű és légkondicionáló tekintetében is.

Annak érdekében, hogy megfeleljen azon vásárlók elvárásainak, akiknek elsődleges célja az RZ valós hatótávolságának maximalizálása, az autó egy exkluzív Range üzemmóddal is rendelkezik, amely a lehető legnagyobb hatótávolságot biztosítja az energiafogyasztás csökkentésével, a kimenő teljesítmény és a jármű sebességének korlátozásával, valamint a légkondicionáló kikapcsolásával.

A Range üzemmód kiválasztásával a DIRECT4 első/hátsó nyomatékelosztásának egyensúlya is az energiahatékonyságot szem előtt tartva van optimalizálva. Alacsony nyomatéktartományban történő haladáskor csak a hátsó motort használja a rendszer, majd a nyomaték növekedésével az első motor is működésbe lép. Ha a rendszer a kerekek elpörgését észleli, továbbra is a normál AWD üzemmódban működik tovább.

Fékrendszer és járműstabilitási fékvezérlés

Az RZ AHB-G fékrendszert (Active Hydraulic Booster) használ, amely igény szerinti nyomást biztosít egy nagy teljesítményű szivattyúmotoron keresztül. Az első és a hátsó fékerő-elosztást független első és hátsó nyomásszabályozók vezérlik, így kényelmes vezethetőséget és stabil fékhatást biztosítanak.

A járműstabilitási fékvezérlés a járművezető fékpedálhasználatának és a felfüggesztés függőleges mozgásának megfelelően változtatja az első és a hátsó fékerő egyensúlyát. A fékezés megkezdése során alacsony lassulási tartományban a jármű dőlésbe torkollik, így a vezető érezheti a lassítást. Ahogy a vezető nagyobb nyomást gyakorol a fékre, több fékerő jut hátra, ezzel megelőzve a karosszéria megemelkedését a hátsó kerekeknél. Ez lineáris érzetet biztosít, magabiztosságot és a jármű biztonságos, erős úttartásának érzetét adva már a fékezés megkezdésétől.

Futómű

A futóműrendszert úgy tervezték, hogy izgalmas vezetési élményt tudjon biztosítani, és hozzájáruljon a Lexus Driving Signature filozófia megvalósításához, segítve a természetes kommunikációt a vezető és az autó között.

A BEV platform alapvető előnyei a dinamizmus terén – kiemelkedő merevség, alacsony súlypont, kiegyensúlyozott futómű és alacsony kilengési tehetetlenségi nyomaték – kiváló egységet alkotnak a felfüggesztéssel, amely hozzájárul a jó ívkövetéshez, a természetes és stabil viselkedéshez és a kényelmes utazáshoz. Nagy figyelmet fordítottak a lengéscsillapítók jellemzőinek optimalizálására is, hogy csökkentsék a kellemetlen vibrációkat és a karosszéria nagyobb kilengéseit és hullámzó mozgásait.

Az első felfüggesztés MacPherson rugóstag típusú kialakítást használ. Hátul kettős keresztlengőkaros felépítéssel és hosszlengőkarokkal dolgoztak a mérnökök, amelyek geometriája pontosan úgy lett kiszámítva, hogy alkalmazkodjon a BEV modell rendkívül rugalmas gyorsulásához. A lengéscsillapítók új, frekvenciaérzékeny dugattyúkat kaptak, amelyek a csillapító erőt az útfelület által átvitt frekvenciáknak megfelelően változtatják – a magas frekvenciatartományban lágyabbak, az alsóban keményebbek.

One Motion Grip steer-by-wire kormányrendszer

A piaci bevezetéskor az RZ hagyományos fogasléces elektromos szervokormánnyal lesz felszerelve. Ennek egy közbenső tengelye van, amely elnyeli a vibrációkat a sima működés fenntartása érdekében. A háromküllős kormánykerék középső része úgy lett kialakítva, hogy kellemes, kényelmes fogást biztosítson.

Ezenkívül az RZ lesz az első olyan modell, amely megkapja a Lexus új One Motion Grip kormányrendszerét. Ez jelenleg még fejlesztés alatt áll, és választható opcióként 2025-re tervezik a piaci bevezetést.

Ebben a megoldásban kormánykerék és az első tengely közötti hagyományos mechanikus kapcsolat helyett a volán a kormányoszlopon keresztül elektronikusan továbbítja a rendszer a vezető kormánymozdulatait a kerekek felé. Az eredmény azonnali reakció és precízebb kormányzás.

A vezető számára több előnnyel is jár az újdonság: rossz utakon sokkal kevésbé észrevehetőek a kormányon a kerekekre ható erők, az automatikus korrekciókkal stabilabb marad az irányítás erős oldalszélben és ferde felületeken is kiváló az egyenesfutás.

A kormányzási érzet fontos a vezető magabiztossága és az irányíthatóság szempontjából. A Lexus mérnökei gondoskodtak arról, hogy a rendszer továbbra is érezhető visszajelzést adjon, erős kapcsolatot fenntartva a vezető és az autó között. Az újdongás hibamentes processzorokat használ és rendelkezésre áll vészhelyzeti tápegység is, amely automatikusan bekapcsol, ha a rendszer elveszíti elsődleges tápellátását.

A One Motion Grip új megjelenésű kormánykereket kapott, amely a repülőgépek pilótafülkéiben látható megoldásokhoz hasonlóan pillangó alakú. Kialakítását a Lexus Takumi mesterpilótáinak segítségével finomították, akik minden elemet megvizsgáltak annak érdekében, hogy a vezető megtapasztalhassa az optimális tapadást, tapintást és visszajelzést.

Ez a kialakítás megfelelő a rendszer számára, mivel a technológia kisebb erőhatásokkal is működtethető, és nincs szükség arra, hogy a vezető teljesen átfordítsa a kormányt. Ez zökkenőmentes sávváltást tesz lehetővé autópályán, kényelmesebb vezetést kanyargós utakon és könnyebb manőverezést szűk helyeken, mivel a kormányáttétel automatikusan az autó sebességéhez igazodik. A kormányzási karakterisztika is a kiválasztott vezetési módnak megfelelően változik, Sport módban élesebb, erősebben súlyozott.

A rendszertől érkező visszajelzések blokkolják a gumiabroncsok és a fékrendszer felől érkező nem kívánt vibrációkat, ugyanakkor pontos visszajelzést adnak az útfelületről.

Az új formájú kormánykeréknek nincs felső karimája, így a vezetőnek szabadabb rálátása van a műszerfalra és az útra. A Lexus tervezői ezt kihasználva magasabbra és távolabbra helyezték a műszeregységet, mint ahogyan egy hagyományos kormánykerékkel ez lehetséges lenne, ezzel pedig minimálisra csökkentették azt a távolságot, amelyet a vezető tekintetének meg kell tennie. Ez még magasabb szintre emeli a Tazuna utastér koncepciót, és a vezető figyelmét az útra összpontosítja. A yoke kormánykialakítás ráadásul több helyet biztosít a vezető lábának, és megkönnyíti az autóba való be- és kiszállást is.