도요타 자동차는 지난 6월 16일, 세계 최초의 하이브리드 4WD 구동 미니밴인 ‘에스티마 하이브리드(Estima Hybrid)’를 선보였다. 도요타 초 후지오 도요타 사장은 이날 ‘2005년까지 하이브리드 자동차 생산을 지금보다 10배 이상 늘릴 것’이라고 밝히고 도요타의 하이브리드 자동차 개발 계획을 발표했다.
세계 최초의 하이브리드 4WD 미니밴이 된 ‘에스티마 하이브리드’는 지난 98년 출시 후 인기를 모은 프리우스(Prius)에 이어 두번째 하이브리드 자동차이다.
에스티마 하이브리드는 새로운 하이브리드 시스템인 THS-C(Toyota Hybrid System-CVT)와 세계 최초의 전기식 4WD 시스템인 E-Four(전기식 4WD 시스템)에 의해 초고연비·초저배출 가스 주행을 실현시켰다.
엔진
엔진＋모터에 슈퍼 CVT를 더해 앞바퀴를 구동하는 차세대 하이브리드 시스템인 THS-C를 적용했다. 이와 함께 뒷바퀴를 모터로 구동해 에너지 회생도 하는 세계 최초의 전기식 4 WD 시스템 E-Four도 적용되었다. 이 THS-C와 E-Four가 주행 상황에 맞추어 가장 효율적인 달리기 방법을 선택함에 따라 초고연비·초저배출 가스를 실현했다.
●THS-C & E-Four 동작 모드
[정차 때·스타트 때] 정차 중에는 엔진을 정지시킨다. 가속페달을 밟으면 배터리의 전력으로 순간에 앞뒤 모터를 구동해 발진한다.
[저속 주행 때]
엔진 효율이 낮은 영역에서의 주행에서는 엔진을 정지시켜 프런트 모터만으로 달린다.
[통상 주행 때]
엔진 출력을 슈퍼 CVT가 효율적으로 타이어에 전달해 고연비로 주행하게 한다. 필요에 따라서, 프런트 모터는 발전기로서 일을 해 배터리를 충전한다.
[4WD 주행 때]
눈길 등에서 앞바퀴의 슬립을 감지한 순간, 리어 모터를 구동해 4WD 상태가 되게 한다. 필요에 따라서는, 배터리로부터도 전력을 공급한다.
[전개 가속 때]
엔진에 더해, 프런트 모터를 보조 동력으로 사용한다. 상황에 따라 리어 모터도 지원한다.
[감속 때]
브레이크를 밟거나 가속페달을 놓으면 앞뒤 2개의 모터로 자동적으로 회생(回生) 발전을 해, 배터리를 충전한다.
●THS-C용 프런트 유니트
모터와 슈퍼 CVT를 조합한 유니트이다. 슈퍼 CVT는 전자 제어에 의한 무단변속기로, 주행 조건에 맞추어 변속비를 자유롭게 제어한다. 즉, 고연비와 동시에 최적의 토크 영역을 유지하면서 부드럽게 주행할 수 있게 한다. 프런트 모터에는 고효율의 교류 동기 전동기를 채용해, 동력원으로서 기능하는 것 외에 발전기로서 전기 에너지를 배터리에 저축하는 역할도 한다.
●THS-C용 BEAMS 2AZ-FXE VVT-i 엔진
고연비·저배출 가스로 정평 나 있는 2AZ-FE 엔진을 더욱 향상시켰다. 고연비를 실현시키기 위해 고팽창비 사이클을 채용, 저 마찰화(friction)를 철저히 도모했다. 배출 가스도 큰 폭으로 떨어져 미니밴 클래스에서는 처음으로 일본 내에서 ‘초-저배출 가스차(U-LEV)’라는 인정을 받았다.
●E-Four용 리어 유니트
뒷바퀴는 감속기 일체형 리어 모터에 의해 구동시킨다. E-Four는 이 4WD 구동 기능 외에, 브레이킹 때 발생하는 제동 에너지를 전력으로 변환해 배터리에 저축하는 회생 기능도 완수한다. 프런트 모터와 함께 충전함으로 높은 회생 효율을 실현한다.
●Ni-MH(니켈 수소) 배터리
모터의 전력원이 되는 배터리는 밀폐식의 고출력 니켈 수소 배터리를
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