A principios de los años 1990, Toyota vio que la conciencia medioambiental y unas normas de emisiones más estrictas darían forma al futuro de la industria automovilística. La empresa tenía como objetivo crear un entorno ecológico y un transporte adecuado que cumpliría con los estándares futuros.
En 1997 Toyota introdujo el Prius al mercado japonés. El automóvil fue el primer transporte híbrido producido en masa del mundo que combinaba gasolina y energía eléctrica para reducir el consumo de combustible y las emisiones. Su presentación mundial se produjo en el año 2000.
El desarrollo del Prius planteó importantes desafíos técnicos y de mercado que incluyeron el diseño de un tren motriz híbrido adecuado, la carga de la tecnología de baterías y la superación de la incredulidad de los consumidores sobre la combinación de un sistema de transmisión eléctrica con el tren motriz típico alimentado con gasolina. Sin embargo, Toyota perseveró y sus instintos demostraron ser proféticos y transformadores.
“El Prius no es solo el primer automóvil híbrido producido en masa en el mundo, sino que su éxito técnico y comercial también estimuló a otros fabricantes de automóviles a acelerar el desarrollo de vehículos híbridos”, dice un miembro del IEEE. Nobuo Kawaguchi, profesor del área de ingeniería y ciencias computacionales de la Escuela de Graduados en Ingeniería de la Universidad de Nagoya en Japón. Además, es secretario de la Sección IEEE Nagoya. “El Prius ayudó a dar forma al papel de los automóviles híbridos en el mercado automotriz contemporáneo”.
El Prius fue honrado con un Hito IEEE el 30 de octubre durante una ceremonia celebrada en la sede de la empresa en la ciudad de Toyota, Japón.
El plan G21
El desarrollo del Prius comenzó en 1993 con el plan G21 que se centró en la eficiencia del combustible, las bajas emisiones y la asequibilidad. Según un artículo de Toyota que detalla la historia del plan, en 1997, los ingenieros de Toyota, incluidos Takeshi Uchiyamada que desde entonces se conoce como el “padre del Prius”, estaban satisfechos de haber superado el desafío de alcanzar los tres objetivos.
El Prius de primera generación presentaba un diseño compacto con eficiencia aerodinámica. Su innovador sistema híbrido permitió transiciones suaves entre un motor eléctrico impulsado por una batería de níquel-hidruro metálico y un motor de combustión interna impulsado por gasolina.
El diseño del coche incorporó frenado regenerativo en la disposición del tren motriz para mejorar la eficiencia energética. El frenado regenerativo captura la energía cinética que normalmente se pierde en forma de calor cuando las pastillas de freno convencionales detienen las ruedas con fricción. En cambio, el motor eléctrico cambia al modo generador para que las ruedas impulsen el motor en marcha atrás en lugar de que el motor impulse las ruedas. Usar el motor como generador desacelera el automóvil y convierte la energía cinética en una carga eléctrica dirigida a la batería para recargarla.
“El Prius no es solo el primer automóvil híbrido producido en masa en el mundo, sino que su éxito técnico y comercial también impulsó a otros fabricantes de automóviles a acelerar el desarrollo de vehículos híbridos”. —Nobuo Kawaguchi, secretario de la Sección IEEE Nagoya
Según la empresa “Explotación de la eficiencia: una inmersión profunda en la tecnología híbrida de Toyota” Artículo, un gran avance fue el Impulso de sinergia híbrida, un sistema que permite que el Prius funcione en diferentes modos (solo eléctrico, solo de gasolina o una combinación) según las condiciones de manejo.
Un componente clave que los ingenieros de Toyota desarrollaron desde cero fue el dispositivo de división de potencia, un sistema de engranajes planetarios que permite transiciones suaves entre la energía eléctrica y la de gasolina, permitiendo que el motor y el motor impulsen el transporte en sus respectivos rangos de rendimiento óptimos. La disposición ayuda a optimizar el consumo de combustible y simplifica la transmisión al hacer innecesaria una transmisión tradicional.
Estableciendo récords de eficiencia de combustible
Casi 30 años después de su lanzamiento comercial, el Prius sigue siendo un ícono de responsabilidad ambiental combinado con innovación técnica. Todavía está estableciendo récords de eficiencia de combustible. Cuando en julio de 2023 el recién estrenado 2024 Prius LE fue conducido desde Los Ángeles a la ciudad de Nueva York, consumió un promedio de 2,52 litros de gasolina cada 100 kilómetros durante el viaje de 5.150 kilómetros a campo traviesa. El récord lo estableció el llamado hípermiler, un conductor que practica técnicas de conducción avanzadas destinadas a optimizar la eficiencia del combustible. Los Hípermilers aceleran suavemente y evitan frenadas bruscas. Suelen soltar el acelerador temprano para que el automóvil pueda detenerse gradualmente sin aplicar los frenos, y conducen con la menor frecuencia posible a velocidades de entre 72 y 105 kilómetros por hora, las velocidades a las que un automóvil suele ser más eficiente.
Un conductor que no emplee estas técnicas aún puede esperar un ahorro de combustible de hasta 4,06 litros cada 100 km con la última generación de modelos Prius.
Toyota ha innovado la tecnología híbrida del Prius con cada generación, solidificando el papel del automóvil como líder en eficiencia de combustible y sostenibilidad.
Un evento importante atrae a luminarias
Uchiyamada dio una breve charla en el evento IEEE Milestone sobre el proceso de desarrollo del Prius y los desafíos que enfrentó como ingeniero líder del G21. Otros asistentes destacados fueron Takeshi Uehara, presidente de la empresa de trenes motrices de Toyota; Toshio Fukuda, presidente del IEEE 2020; Isao Shirakawa, presidente del comité de historia del IEEE Japón; y Jun Sato, presidente de la Sección IEEE Nagoya.
Una placa que reconoce la tecnología se exhibe en la entrada del Centro Técnico Toyota, que se encuentra a poca distancia de la sede de la empresa. Dice:
“En 1997, Toyota Motor Corporation desarrolló el primer transporte híbrido producido en serie, el Toyota Prius, que utilizaba un motor de combustión interna y dos motores eléctricos. Este transporte logró una revolucionaria eficiencia de combustible al recuperar y reutilizar la energía previamente perdida durante la conducción. Su éxito ayudó a popularizar los vehículos híbridos a nivel internacional, avanzó en la tecnología esencial para los trenes de potencia eléctricos y contribuyó a la reducción de emisiones de CO2 e influyó en el diseño de vehículos electrificados posteriores”.
Administrado por el Centro de Historia IEEE y respaldado por donantes, el programa Milestone reconoce desarrollos técnicos sobresalientes en todo el mundo. La Sección IEEE Nagoya patrocinó la nominación.