Toyota iQ EV

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È dal 1971 che gli ingegneri Toyota sono impegnati nello sviluppo e nella ricerca sui Veicoli Elettrici (EV) i quali, parallelamente ai veicoli Full Hybrid (HV), a quelli Plug-in (PHEV) e ai veicoli a Celle Combustibili (FCV) rappresentano la visione a lungo termine Toyota relativa alla mobilità sostenibile.
La piattaforma Hybrid Synergy Drive di Toyota risulta essere attualmente la più adatta a diventare la tecnologia chiave da applicare ai modelli futuri. Il sistema è stato specificatamente studiato per essere adattabile a diversi schemi di utilizzo: i veicoli EV per la guida urbana, i PHEV per l’utilizzo in città e sulle medie distanze, gli HV per le medie distanze e gli FCV per quelle più elevate. Elementi chiave per lo sviluppo degli EV sono i sistemi di controllo della batteria e del motore, che Toyota ha creato e messo a punto nel corso del suo programma ibrido. Ad oggi, Toyota ha sviluppato diverse tipologie di EV, tra cui un prototipo 2 posti, la ‘e-com’, un SUV, il RAV4 EV e alcuni prototipi FT-EV.
La ‘e-com’ di Toyota è un prototipo presentato per la prima volta in occasione del Motor Show di Tokyo del 1997 che condivide gran parte della tecnologia EV e delle componenti della trasmissione con il ben più imponente RAV4 EV. La ‘e-com’ non restituisce alcun tipo di emissione, e può raggiungere i 100 km/h per una distanza di circa 100 km con una singola ricarica della batteria. Già nel 2000 Toyota possedeva in Giappone un parco macchine composto da circa 30 unità ‘e-com’.
Nel 1995 Toyota credeva nella possibilità di lanciare sul mercato un veicolo elettrico. La sua prima generazione del RAV4 EV rappresentava tutto ciò che il marchio aveva appreso nei precedenti 24 anni di ricerca e sviluppo. Infatti, questo prototipo ha poi vinto lo ‘Scandinavian Electric Car Rally’ nell’agosto dello stesso anno.
Il RAV4 EV possedeva una delle autonomie più consistenti mai ottenute da un veicolo elettrico, superiore alle 120 miglia (200 km) con una singola ricarica. A partire dal lancio, avvenuto nel 1997, ne sono state vendute 1.500 unità negli Stati Uniti. E’ stata recentemente lanciata negli Stati Uniti la seconda generazione del RAV4 EV, creata in una partnership con Tesla.
Ad oggi sono state prodotte tre generazioni del prototipo FT-EV, facendo i rispettivi esordi al Motor Show di Detroit e a quello di Tokyo nel 2009 e 2011. La iQ EV, lo stato dell’arte di tali prototipi in cui convergono le potenzialità tecnologiche e stilistiche dei tre modelli, è destinata alla produzione in serie.
Questo è dato dall’installazione di un motore elettrico all’interno della piattaforma dell’iQ, per unire la massima agilità urbana alle zero emissioni e alla silenziosità della guida elettrica, con la possibilità di ospitare sino a quattro passeggeri.

Concept
L’iQ EV è stata studiata in maniera specifica come veicolo da utilizzare in contesti urbani.
Per ottenere un risparmio del peso, un packaging versatile e tempi di ricarica ridotti, l’autonomia elettrica è stata realizzata mantenendo al minimo le dimensioni della batteria. L’efficienza è così diventata l’obiettivo di sviluppo primario, concentrandosi sulla combinazione tra un design leggero e la riduzione dei consumi energetici.
In un EV, il consumo energetico del climatizzatore utilizza un’elevatissima percentuale della potenza totale consentita dalla batteria. Per sopperire a tale elemento, l’iQ EV dispone di serie di un climatizzatore e di un sistema di riscaldamento per sedili con pompa di calore a basso consumo, per climatizzare direttamente l’area occupata dai passeggeri, e di un nuovo Sbrinatore per Parabrezza (HWD) funzionante senza l’ausilio del sistema di climatizzazione.
Una batteria con capacità ridotta si traduce inoltre in tempi di ricarica più brevi. Oltre a poter essere ricaricata in circa tre ore, la batteria della nuova iQ EV consente una ricarica di circa l’80% in soli 15 minuti grazie al sistema Fast Charging, in grado di aumentare sensibilmente la comodità e la praticità del nuovo EV di Toyota.

Packaging
Con una lunghezza totale di 3.120 mm, la nuova iQ EV risulta essere soltanto 135 mm più lunga rispetto al modello convenzionale, condividendo con quest’ultimo i 1.680 mm di larghezza, i 1.505 mm di altezza e i 2.000 mm di passo. Il raggio di sterzata minimo di 4,1 metri garantisce la massima manovrabilità urbana.
Dal momento che l’azzeramento delle emissioni consente l’eliminazione del sistema di scarico, il nuovo pacchetto batteria agli ioni di litio è stato montato all’interno di un alloggiamento in acciaio subito sotto il pianale dell’abitacolo. Questa soluzione ha comportato tre benefici fondamentali: non compromette lo spazio di carico e dei quattro passeggeri; garantisce all’iQ EV l’abbassamento del baricentro e l’ideale distribuzione dei pesi per la massima stabilità e agilità urbana; consente la creazione di un sottoscocca completamente piatto, massimizzando le prestazioni aerodinamiche e l’efficienza energetica.
Contrastando l’incremento del peso dovuto all’installazione di una batteria agli ioni di litio, l’adozione di fogli d’acciaio ad alta elasticità ha consentito la creazione di una struttura dal peso ridotto e dalla grande rigidità. Per questo l’iQ EV pesa soltanto 125 kg in più rispetto al modello convenzionale (1.3L, CVT).
L’elevata rigidità strutturale aiuta non soltanto a migliorare la stabilità e l’agilità del veicolo, ma è anche utile per l’eliminazione delle vibrazioni. Di conseguenza, accanto all’estensivo isolamento acustico della scocca e dell’abitacolo, la nuova iQ EV offre agli occupanti tutta la silenziosità tradizionalmente associata ai veicoli elettrici.

Design esterno
Basati sul prototipo FT-EV III presentato in occasione del Motor Show di Tokyo 2011, gli esterni della nuova iQ EV sono caratterizzati da esclusivi dettagli stilistici e dall’utilizzo della doppia tonalità Pearl White & Black, per creare un design semplice e allo stesso tempo audace capace di rendere il veicolo immediatamente riconoscibile come l’evoluzione elettrica dalla famosa city car firmata Toyota.
Nella parte anteriore, la struttura semplice delle superfici evidenzia l’eliminazione della griglia superiore e la sua sostituzione con lo sportello di ricarica su uno dei due lati del badge Toyota. Lo sportello è stato posizionato nella parte anteriore del veicolo per garantire la massima comodità di collegamento del cavo in tutte le opzioni di parcheggio.
Restando fedele ai principi stilistici dell’ultima generazione dei veicoli Toyota, il paraurti inferiore adotta le linee trapezoidali del linguaggio Under Priority, con l’allargamento della griglia inferiore verniciata di nero lucido. La griglia incorpora le Luci di Marcia Diurna (DRL) per rafforzare l’esclusivo tocco stilistico del nuovo EV di Toyota.
Il nuovo design dei fari è caratterizzato dall’ampliamento dei condotti di aspirazione per il raffreddamento della batteria, verniciati di nero, con l’ulteriore rivestimento in nero all’interno degli alloggiamenti dei fari alogeni per distinguere ulteriormente il design di questo EV da quello del modello convenzionale.
Di profilo, il colore nero delle superfici superiori e quello del montante centrale enfatizzano la forma slanciata della fiancata, mentre i nuovi cerchi in alluminio con copriruota a doppia tonalità rafforzano le credenziali elettriche della new entry Toyota.
Il design posteriore presenta un portellone verniciato di nero e un nuovo design dei fari a LED subito sopra il supporto trapezoidale della targa all’interno del paraurti, elementi capaci di fondersi in perfetta armonia con lo styling Under Priority anteriore e di garantire al veicolo un aspetto straordinariamente solido.

Aerodinamica
La iQ EV dispone di numerose migliorie aerodinamiche studiate per favorire la massima efficienza dei consumi energetici. Le aperture della griglia sono state ridotte al minimo e la superficie superiore del cofano costruita in maniera tale da ottimizzare il flusso dell’aria sulla parte anteriore del veicolo. La modanatura del montante anteriore è stata allargata e il margine posteriore del tetto ulteriormente inclinato, con il montante posteriore e il vetro fisso studiati per ridurre la separazione del flusso dell’aria sulla parte alta e sui lati del veicolo.
L’apertura sulla ruota del parafango anteriore è stata modellata per garantire la massima efficienza aerodinamica, con l’inserimento di passaruota anteriori e posteriori in tre posizioni diverse. Il copriruota in alluminio è stato a sua volta studiato per ottimizzare il flusso dell’aria lungo le fiancate del veicolo, minimizzando le turbolenze. Le numerose componenti del sottoscocca, insieme al lato inferiore del bacchetto batteria, sono state realizzate per garantire al sottopianale una superficie completamente piatta, migliorando ulteriormente l’efficienza aerodinamica della nuova Toyota.

Esclusive caratteristiche EV per gli interni
Come per il design esterno, gli interni dell’iQ EV sono rivestiti con un audace schema cromatico bianco e nero. Il pannello dei contatori, la consolle centrale, la superficie superiore della consolle posteriore, le decorazioni della plancia sul lato passeggero e il rivestimento delle maniglie interne sono tutti rifiniti in bianco per rispecchiare le credenziali ecologiche del veicolo.
La tappezzeria in pelle dei sedili, una caratteristica esclusiva di questo EV, presenta a sua volta rivestimenti sia bianchi che neri: la parte laterale dei sedili e dei poggiatesta sono bianchi, mentre le parti centrali sono più scure e rifinite con cuciture grigio-bluastro e bianche.
Tra i dettagli premium è opportuno ricordare la tonalità più delicata riservata ai bordi della consolle posteriore e delle maniglie interne e al pannello strumenti.
L’iQ EV dispone di un esclusivo pannello strumenti con contatori Optitron disegnati per assomigliare a componenti elettriche quali un generatore eolico e un circuito stampato. Il pannello presenta un tachimetro centrale con illuminazione collegata all’Indicatore di Sistema EV, un display multi-informazione TFT (Thin Film Transistor) da 3,5”, uno schermo LCD (Liquid Crystal Display) e un indicatore del sistema plug-in.
Il display TFT 3,5” visualizza un’ampia varietà di informazioni sul veicolo. La modalità standard mostra soltanto le informazioni di base necessarie al cliente: l’autonomia di guida, lo stato della ricarica e, grazie all’Indicatore di Sistema EV, lo stato del sistema frenante a rigenerazione energetica.
Oltre a questo, il sistema può visualizzare altre sette schermate: consumi medi e attuali; consumo energetico del punto di ricarica; informazioni sull’utilizzo dell’elettricità; autonomia di guida; velocità media del veicolo/tempo totale di guida; informazioni e impostazioni della batteria EV.
Posizionato alla base della consolle centrale e rifinito in blu per intonarsi alle decorazioni del pulsante Stop & Start e del pomello del cambio, un ulteriore indicatore composto da quattro comandi controlla le funzioni di sbrinamento del parabrezza e del lunotto, il timer di ricarica e l’apertura dello sportello di ricarica.

Equipaggiamento standard
Aiutando a massimizzare l’efficienza energetica del sistema, la iQ EV dispone di un climatizzatore con pompa di calore a consumo ridotto, studiato per garantire all’autonomia elettrica la massima priorità.
Questo sistema lavora insieme al riscaldamento dei sedili anteriori (disponibile di serie), che garantisce agli occupanti una climatizzazione diretta, al sensore per l’umidità montato sul parabrezza, che aiuta il sistema nel controllo dei livelli di utilizzo dell’aria interna ed esterna per minimizzare l’appannamento del cristallo, e al nuovo Sbrinatore del Parabrezza (HWD), per rendere il cristallo più trasparente senza l’ausilio del climatizzatore. La pressione di un pulsante per la modalità MAX attiva invece le massime prestazioni di climatizzazione.
Il nuovo EV di Toyota è equipaggiato inoltre con un sistema di Controllo a distanza del climatizzatore, che ne consente l’attivazione dalla chiave mentre il veicolo è in fase di ricarica. Riducendo le temperature massime e minime mediante l’attivazione a distanza del sistema mentre il veicolo è collegato alla presa di corrente, i consumi energetici durante la guida vengono ridotti sensibilmente, aiutando ad estenderne l’autonomia.
Oltre a questo, la iQ EV trae beneficio da equipaggiamenti standard molto completi, che includono il sistema Smart Entry & Start, sistema audio con 6 altoparlanti a Hill Start Assist.
Nonostante rappresenti il veicolo elettrico quattro posti più compatto al mondo, la nuova iQ EV è equipaggiata con una gamma completa di caratteristiche di sicurezza, tra cui VSC e 9 airbag: due anteriori, due posteriori, uno per le ginocchia del guidatore, uno per il lato passeggero e tre airbag a tendina, uno dei quali per il lunotto posteriore.

Motore e dinamiche di guida

La nuova Toyota iQ EV unisce l’agilità di una city car alle zero emissioni e alla silenziosità di un veicolo elettrico.
Il raggio minimo di sterzata, pari a soli 4,1 metri, garantisce al veicolo una manovrabilità eccezionale nei contesti urbani, mentre il posizionamento del pacchetto batteria sotto il pianale ha consentito la creazione di un baricentro più basso e una migliore distribuzione dei pesi, a garanzia della massima agilità e comfort.

Un ulteriore sviluppo della tecnologia Hybrid Synergy Drive® di Toyota: il motore elettrico del nuovo EV dispone di un motore/generatore elettrico raffreddato ad aria da 47 kW, una batteria da 12,0 kWh, 277,5 V e 150 celle, un caricabatterie raffreddato a liquido da 3 kW, un inverter, un convertitore DC/DC e un dispositivo per la riduzione della velocità del motore.

Il motore/generatore, il meccanismo planetario per la riduzione della velocità e il differenziale sono tutti alloggiati in una nuova e ultracompatta scatola del cambio. che unisce l’abbassamento del baricentro alla riduzione delle perdite di energia.
Nelle partenze da fermo, una coppia massima di 163 Nm viene distribuita alle ruote anteriori garantendo alla iQ EV un’accelerazione 0-100 km/h in 14,0 secondi e una velocità massima di 125 km/h.

Il nuovo EV di Toyota restituisce livelli di CO2, NOx e particolato pari a zero. Con consumi energetici pari a 134 Wh/km, il veicolo raggiunge un’autonomia di 85 km, certificata dal ciclo di omologazione NEDC.
Come per i veicoli full hybrid Toyota, l’iQ EV è dotata con un sistema di frenata rigenerativa. In caso di decelerazione in seguito al rilascio dell’acceleratore, la rotazione delle ruote viene trasmessa al motore il quale, agendo come fosse un generatore, converte l’energia cinetica in elettricità da conservare all’interno della batteria. Durante la frenata, la quantità di energia recuperata viene determinata mediante la coordinazione con il sistema frenante a controllo elettronico, ottimizzando la forza frenante e il recupero dell’energia.

La leva del cambio dell’iQ EV consente al cliente la scelta tra tre diverse modalità di guida: la modalità D controlla che il veicolo consumi la quantità minima di energia durante la guida urbana; La modalità s

incrementa le prestazioni in accelerazione per una guida più vivace; La modalità B massimizza invece i livelli di frenata rigenerativa per estendere il più possibile l’autonomia del veicolo.
Oltre alle esaurienti informazioni offerte dall’indicatore di Sistema EV, il veicolo dispone anche di un indicatore della Guida ECO, studiato per aiutare il guidatore a massimizzare l’efficienza della trasmissione elettrica.

Ricarica della batteria

Attraverso un ingresso del caricabatterie dotato di illuminazione comodamente posizionato sul muso della nuova iQ EV, il pacchetto batteria può essere interamente ricaricato in circa 3 ore da una presa domestica da 230 V.
È inoltre disponibile l’optional di uno sportello per la ricarica rapida, che consente la ricarica dell’80% della batteria in soli 15 minuti, studiato per incrementare la praticità del nuovo EV di Toyota.

Le due funzioni di timer consentono all’utente di decidere l’orario di inizio e fine della ricarica. È stato anche introdotto un timer che scatta automaticamente al termine della ricarica necessaria all’utilizzo del veicolo, aiutando a ridurre l’usura della batteria.
Il cavo di ricarica, lungo 5 metri, è stato studiato per garantire la massima flessibilità anche con le temperature più rigide. Esso include un dispositivo CCID che blocca automaticamente la fornitura di corrente AC in caso di perdite elettriche. È disponibile anche una serie di spinotti intercambiabili per garantire la massima compatibilità con le prese di corrente dei diversi paesi.

Commercializzazione

L’iQ EV è stata progettata come un veicolo puramente elettrico specifico per l’ambiente urbano, il programma di sviluppo è completo e l’iQ EV è pronta per la produzione.
Tuttavia Toyota è consapevole che molti clienti non sono ancora disposti ad accettare limitazioni relative all’autonomia e al tempo necessario per la ricarica. Inoltre, le infrastrutture per la ricarica non sono ancora diffuse in modo capillare.

Quindi, anche se l’iQ EV è già pronta, Toyota crede che la tecnologia Plug-in sia la soluzione migliore rispetto all’elettrico puro, in considerazione delle diverse esigenze dei clienti nel breve e medio termine, ed è su questa tecnologia che sono concertate le attività commerciali.
La Prius Plug-in è una vettura che offre 25 km di guida in modalità esclusivamente elettrica, un range in grado di coprire circa il 70% degli spostamenti quotidiani in Europa, e può essere adoperata come una normale vettura ibrida garantendo oltre 1200 km di autonomia.