TRIBUNNEWS.COM – Pengembangan Kendaraan Listrik Hibrid (HEV) Elektrifikasi kendaraan (xEV) bertujuan untuk memastikan kendaraan pembakaran internal (ICE) mencapai efisiensi terbaik, sehingga kendaraan lebih hemat dalam hal konsumsi bahan bakar dan emisi.
Pertanyaan yang banyak ditanyakan orang adalah seberapa efisien Toyota HEV dalam menghasilkan jarak tempuh yang irit?
Toyota mempelajari bagaimana pelanggan menggunakan kendaraan Toyota HEV di berbagai belahan dunia dan mengembangkannya untuk lebih memenuhi kebutuhan pengguna, terutama efisiensi mesin di berbagai kondisi jalan.
Hingga saat ini, Toyota terus melakukan penelitian dan peningkatan teknologi pada HEV yang dihasilkan dengan hadirnya kendaraan hybrid yang semakin baik untuk mendapatkan efisiensi mesin terbaik. Berikut upaya pengembangan dan hasil HEV pertama yang diproduksi Toyota di Indonesia.
Mesin siklus Atkinson yang lebih efisien
Pengenalan Toyota Prius Gen-1 pada tahun 1997 memberi Toyota banyak pengetahuan dan pengalaman dalam pengembangan HEV. Toyota memilih siklus Atkinson dibandingkan siklus Otto sejak awal karena prinsipnya sedikit berbeda namun menawarkan keunggulan yang signifikan.
Secara umum keduanya mempunyai siklus, yaitu mesin pembakaran dengan 4 siklus kerja. Perbedaannya terletak pada cara kerja katup masuk yang mengatur pemasukan bahan bakar dan udara, serta susunan katup buang untuk mengeluarkan gas hasil pembakaran guna meningkatkan efisiensi mesin.
Pada siklus Atkinson, katup masuk atau katup hisap menutup lebih lambat dibandingkan pada siklus Otto. Saat piston bergerak ke atas untuk memulai langkah kompresi, katup masuk masih terbuka sehingga menyebabkan sejumlah campuran udara-bahan bakar keluar dari ruang bakar ke dalam intake manifold.
Selain itu, katup masuk berteknologi Dual VVT-i Toyota dilengkapi dengan penyesuaian waktu, yang memberikan beberapa keunggulan pada siklus Atkinson dibandingkan siklus Otto yang biasa digunakan oleh sebagian besar mesin pembakaran internal ICE. Hal inilah yang mendorong seluruh Toyota HEV menggunakan mesin jenis ini.
Akibatnya bahan bakar yang dikonsumsi relatif lebih sedikit karena proses kompresi lebih singkat, efisiensi termal mesin lebih tinggi, emisi gas rumah kaca berkurang karena suhu gas buang lebih rendah dan adanya udara bertekanan pada siklus berikutnya, yang mana mirip dengan prinsip kerja. Turbo karena terlambatnya penutupan katup masuk
Sistem hybrid Toyota sebagai pengontrol Toyota HEV
Toyota Hybrid System (THS) merupakan pengontrol mesin hybrid Toyota yang menggunakan sistem hybrid seri-paralel. THS terdiri dari beberapa komponen utama yaitu mesin pembakaran, motor listrik, generator listrik, PCU unit pengatur daya, dan alat distribusi daya (PSD). Gearbox distribusi tenaga khusus membagi tenaga dari mesin pembakaran, motor listrik, dan generator listrik.
Berkat pengalaman panjangnya dalam pengembangan HEV, THS mampu menawarkan efisiensi yang mulus dan peralihan yang lancar antara mesin bensin dan motor listrik. Keduanya bekerja sama untuk mendapatkan efisiensi terbaik sehingga menghemat bahan bakar.
Selama kapasitas baterai hybrid mencukupi, sistem ini akan memaksimalkan performa sepeda motor listrik, terutama dalam situasi stop-and-go di jalanan perkotaan. Hal ini membuat mobil irit bahan bakar dan nol emisi karena hanya motor listrik yang bekerja.
Mesin bensin juga bekerja ketika mobil membutuhkan tenaga lebih atau kapasitas baterai sedang diisi. Saat melaju maju atau menanjak, mesin bensin dan motor listrik mobil mulai menghasilkan tenaga seefisien mungkin namun tetap maksimal.
Kedua komponen ini juga kembali bekerja sama saat bepergian di jalan tol. Kelebihan tenaga dari motor listrik disalurkan melalui fungsi “Energy Regenerative Braking System” untuk mengisi baterai. Teknologi ini berfungsi mengubah energi kinetik saat pengereman menjadi energi listrik untuk mengisi baterai melalui motor listrik.
Perkembangan lain dari HEV Toyota adalah mode EV yang mampu memberikan pengalaman unik mengendarai mobil listrik tanpa emisi, tanpa kebisingan, dan tanpa bahan bakar. Dengan baterai berkapasitas tinggi dan pengisian cepat, mode EV bisa bertahan lebih lama.
Selain itu, konsumsi bensin dan emisi karbon dapat ditekan berkat torsi tinggi yang dihasilkan motor listrik sehingga cocok untuk kondisi lalu lintas perkotaan yang padat.
Konsumsi bensin Yaris Cross HEV mencapai 31 km/l
Toyota sebelumnya memperkenalkan prototipe Project G21 sebagai pendahulu Toyota Prius pada tahun 1995. Saat itu, Toyota Energy Management System (TEMS) menawarkan motor listrik, mesin injeksi langsung, dan transmisi CVT.
Meski tidak terdapat baterai, namun dilengkapi dengan kapasitor sebagai alat penyimpan energi listrik. Target efisiensi bahan bakarnya adalah 30 km/l.
Selain itu, Toyota Prius generasi pertama diluncurkan pada Oktober 1997 sebagai mobil penumpang hybrid pertama di dunia yang diproduksi secara massal. Prius memiliki efisiensi bahan bakar 28 kmpl pada tes Jepang siklus 10-15. Dengan ini, Prius berhasil mencapai tujuan konsumsi bensin irit dan rendah emisi.
26 tahun kemudian, Yaris Cross HEV hadir sebagai andalan listrik terbaru Toyota di Indonesia, ditenagai mesin hybrid 1.500cc 2NR-VEX 4 silinder bertenaga 67kW dan torsi 121Nm.
Yaris Cross HEV ditenagai motor listrik bertenaga 59 kW dan torsi 141 Nm yang disalurkan ke roda depan melalui girboks CVT. Angka torsi motor listrik yang lebih tinggi membuat mobil ini melaju kencang tanpa menguras bensin.
THS memungkinkan mesin bensin bekerja lebih rendah, sehingga mengurangi konsumsi bahan bakar secara signifikan dan menghasilkan emisi yang sangat rendah.
Tak hanya itu, Yaris Cross HEV juga dibekali motor listrik dan menggunakan baterai lithium-ion yang lebih kompak yang lebih tahan terhadap suhu kerja ekstrem, sehingga mampu menawarkan performa linier dan intuitif.
Hasilnya, uji coba di media ternama di Indonesia menunjukkan konsumsi bahan bakar Yaris Cross HEV mampu menghemat 31 kilometer per liter.
Konsumsi bensin Kijang Innova Zenix HEV tidak irit
Kijang Innova Zenix HEV ditenagai mesin TNGA 2.0 liter M20A-FXS twin VVT-i 4 silinder 1987cc yang bertenaga 152 PS pada 6000 rpm dan torsi 19,1 kgm pada 4400-5,20 rpm serta ditenagai motor listrik. 5.20-4400. Tenaga 113 hp dan torsi 21 kgm menghasilkan tenaga gabungan sebesar 186 hp.
Peningkatan pada Kijang Innova generasi ini terlihat dari gaya dinamis mesin untuk meningkatkan efisiensi termal mesin dan langkah piston yang lebih panjang (long stroke) dibandingkan dengan diameter piston untuk meningkatkan torsi.
Aliran udara di port masuk dan keluar kemudian disesuaikan dengan kondisi yang sama untuk mengoptimalkan manajemen panas mesin dengan sistem pendingin variabel.
Sistem D-4S dapat memiliki dua injektor terpisah untuk menyemprotkan bahan bakar bertekanan tinggi ke kepala piston dan saluran masuk secara bersamaan, atau hanya satu injektor tergantung pada kecepatan mesin, suhu, dan parameter lainnya.
Dengan efisiensi termal yang lebih optimal, meningkatkan performa mesin, mengolah bensin lebih efisien dan tentunya ramah lingkungan karena mengeluarkan emisi yang sangat sedikit. Perkembangan motor listrik kompak juga meningkatkan tenaga mobil.
Fungsi downshift juga ditingkatkan untuk mentransfer tenaga ke roda depan guna menghadirkan performa terbaik. Sedangkan baterai hybrid dikemas dalam kemasan kompak dengan penyimpanan energi listrik maksimal di bawah dua jok depan.
Sebagai perbandingan, Kijang Innova Zenix Bensin menggunakan mesin TNGA 2.0 liter dengan kode nama M20A-FKS Dynamic Force Engine. Mesin 4 silinder VVT-i 1987cc ini menghasilkan tenaga yang sama yaitu 174bhp dan torsi 20,9kgm.
Hasil pengujian Toyota Indonesia membuktikan Kijang Innova Zenix HEV lebih irit bahan bakar dibandingkan versi bensin. Dengan efisiensi mesin yang tinggi, Kijang Innova Zenix HEV mencatatkan gas mileage 20 kmpl, bahkan lebih irit dibandingkan Kijang Innova Diesel generasi sebelumnya yang menurut orang lebih irit.
Lewat Yaris Cross HEV dan Kijang Innova Zenix HEV, mesin hybrid EV Toyota sangat irit tanpa mengurangi performa!