Toyota Yaris Hybrid-R Concept: Mit 420 PS in die Zukunft

420 PS, maximaler Fahrspaß und Technik aus einem Rennwagen bringen die wenigsten mit dem kleinen Toyota Yaris in Verbindung. Die Japaner trauten es sich und zeigen mit dem Toyota Yaris Hybrid-R Concept, wie sich künftig auch auf der Straße mit der Hybrid-Technologie höchste Performance erzielen lässt. All das wäre nicht möglich ohne den neuen Superkondensator.

Design: Der Kleine angriffslustig wie nie

Bereits optisch zeigt der Yaris Hybrid-R, dass viel Kraft in ihm steckt und er dabei die jüngste Interpretation der Toyota-Designsprache verkörpert. Neu gestaltete Scheinwerfer, ein breiterer Kühlergrill sowie schwarze und blaue Details prägen dieses Design. Insbesondere der Frontstoßfänger zeichnet sich durch zwei große Lufteinlässe und blaue LED-Tagfahrleuchten aus. Die Lufteinlässe leisten einen wichtigen Beitrag zur Kühlung der vorderen Bremsen, während die untere Spoilerlippe den Luftstrom am Unterboden kanalisiert.

Die weit ausgestellten Radhäuser nehmen markante 18-Zoll-TRD-Räder mit „Michelin Pilot Sport Cup“-Reifen in der Dimension 225/40 R18 auf, deren asymmetrisches Profildesign dem rennsportlichen Charakter des Yaris Hybrid-R Rechnung trägt. Die Performance-Reifen sind sowohl für den Einsatz auf der Straße als auch für die Rennstrecke geeignet. Den Vortrieb zügeln bei Bedarf vorne Sechskolben-Bremssättel. Am Heck gelangen Vierkolben-Bremssättel zum Einsatz.

Die LED-Heckleuchten stammen vom Yaris Hybrid. Ein exklusiver Dachspoiler und ein neu gestalteter hinterer Stoßfänger mit großem Diffusor, der das von zwei Luftauslässen umrahmte Auspuffendrohr aufnimmt, kennzeichnen das Heck des Yaris Hybrid-R. Zu guter Letzt beschleunigt ein Schnelltankverschluss die Stopps an der Box.

Hybrid-Antrieb: Mächtig stark dank Superkondesator

Der Hybrid-Antrieb des Konzeptautos umfasst einen 1,6 Liter großen Benziner und zwei leistungsstarke Elektromotoren, mit denen Toyota einen elektrischen Allradantrieb realisiert. Für den Vortrieb der Vorderräder sorgt ein 300 PS starker Vierzylinder-Turbobenziner, den Toyota entsprechend der Richtlinien der Federation International de l‘Automobile (FIA) für den so genannten „Global Race Engine“ GRE entwickelte und sich damit weltweit in verschiedenen Motorsport-Serien einsetzen lässt.

Die Hinterräder des Toyota Yaris Hybrid-R werden jeweils von einem 60 PS starken Elektromotor angetrieben, der ebenfals im serienmäßigen Yaris Hybrid zum Einsatz gelangt. Die maximale Systemleistung des Concept Cars liegt bei 420 PS. Beim Bremsen fungieren die Elektromotoren als Generatoren, beim Beschleunigen unterstützen sie den Verbrennungsmotor. Leider gab Toyota die Performance-Daten nicht bekannt.

Wie beim Rennwagen Toyota TS030 Hybrid, den die Japaner in der Langstrecken-Weltmeisterschaft und bei den 24 Stunden von Le Mans einsetzen, wird die beim Bremsen gewonnene Energie in einem Superkondensator gespeichert, der ähnlich wie die Hybridbatterie des normalen Yaris Hybrid unter den Rücksitzen Platz findet.

Im Vergleich zur Nickel-Metallhydrid–Batterie des Yaris Hybrid weist der Kondensator eine höhere Leistungsdichte auf und kann die Energie schneller aufnehmen sowie abgeben als eine Batterie. Damit erfüllt der Superkondensator perfekt die Anforderungen für den sportlichen Rennstreckeneinsatz, wo eine hohe und schnelle Leistungsabgabe gefragt ist.

Neuartige Traktionskontrolle mit drittem Elektromotor

Im Antriebsstrang des Yaris Hybrid-R befindet sich zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Sechsgang-Schaltgetriebe ein dritter 60 PS starker Elektromotor, der auf zweierlei Weise als Generator fungiert. Beim Verzögern lädt der Elektromotor den Superkondensator auf und beim Beschleunigen versorgt er die Elektromotoren an den Hinterrädern mit elektrischer Energie. Letzteres tritt jedoch nur dann ein, wenn die Leistungsabgabe des Verbrennungsmotors so groß ist, dass die Vorderräder durchdrehen.

Der Generator arbeitet wie eine High-Tech-Traktionskontrolle, die überschüssige Antriebsleistung an den Vorderrädern in elektrische Energie zum Antrieb der Hinterräder umwandelt, um so die Beschleunigung zu unterstützen und das Handling zu optimieren, anstatt nur die Leistung des Verbrennungsmotors zu begrenzen.

Je nach Kurvenradius erhöht oder reduziert die Steuerung das Antriebsmoment am kurveninneren und kurvenäußeren Hinterrad: In mittelschnellen Kurven leitet das System ein höheres Moment zum kurvenäußeren Rad, in schnellen Kurven wird das kurveninnere Rad abgebremst, und in langsamen Kurven kann sogar ein Rad abgebremst und das andere beschleunigt werden. Damit reduziert das System die Gierrate, verringert den Lenkwinkel und wirkt einem Untersteuern entgegen.

Racing-Cockpit: Boost-Funktion mit noch mehr Fahrspaß

Die zweifarbigen Recaro Schalensitze mit schwarzer Lederpolsterung und blauem Alcantara stimmte Toyota farblich auf die Karosserielackierung ab. Teile der Türverkleidungen und der Armaturentafel hielten die Macher im gleichen blauen Alcantara. Der nah am Fahrer positionierte Schaltknauf des sequenziellen Getriebes erlaubt ein schnelles Hoch- und Runterschalten durch einfaches Drücken oder Ziehen des Hebels nach hinten oder vorn.

Das mit Alcantara bezogene Sportlenkrad verfügt über eine Taste, über die sich bei Fahrzeugstillstand zwischen einem „Track“- und einem „Road“-Modus sowie einer „Boost“-Funktion beim Fahren wählen lässt. Die Sportpedalerie aus dem Toyota GT86 komplettiert die sportlich ergonomische Sitzposition im Yaris Hybrid-R.

Den für den Straßenverkehr zugeschnittenen „Road“-Modus charakterisiert eine Reduktion der Leistungsabgabe des Motors und eine angepasste Energieabgabe des Supekondensators, um Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen zu reduzieren. Insbesondere bei niedrigen Drehzahlen in der Warmlaufphase kommen die Vorteile des Hybrid-Systems zum Tragen: Der Superkondensator sorgt für einen bis zu 10 Sekunden langen Power-Boost von 40 PS und gibt dabei die beim Bremsen zurückgewonnene Energie ab. Um einen angemessenen Ladezustand des Superkondensators sicherzustellen, kann das Energie-Management jederzeit den dritten Elektromotor als Generator einsetzen.

Im „Track“-Modus nutzt das System hingegen die komplette Systemleistung, wobei das Energie-Management auf maximale Leistung abgestimmt. Der 1.6-Liter-Turbomotor leistet dann bis zu 300 PS und liefert ein maximales Drehmoment von 420 Nm. Die hinteren Elektromotoren geben bis zu fünf Sekunden lang eine maximale Gesamt-Leistung von 120 PS ab.

Echte Rennrunde wird auf Spielekonsole übertragen

In Zusammenarbeit mit dem Videospiel-Entwickler Polyphony entwickelte Toyota ein CAN-Gateway-System, mit dem sich die realen Bedingungen einer auf der Rennstrecke gefahrenen Runde auf einer Spielkonsole reproduzieren und mit einer im Spiel gefahrenen virtuellen Runde vergleichen lassen. Berücksichtigt werden dazu die Aufzeichnungen des Data Recordings, das GPS-Daten, Beschleunigung, Lenkwinkel, Gangwechsel, Motordrehzahl, Geschwindigkeit und sogar die Kühlwassertemperatur umfasst. Die Übertragung der Daten erfolgt per USB-Stick oder Smartphone. Was hier nach Zukunftsmusik klingt, gibt es bereits für den Toyota GT86 in Kombination mit der im Frühjahr 2012 vorgestellten Version des Spiels „GranTurismo“.

Jetzt geht Toyota allerdings einen Schritt weiter: Im Yaris Hybrid-R Concept nutzt Toyota die Technik auf dem umgekehrten Weg. Die bei einem Spiel aufgezeichneten Daten könnten die Fahrbedingungen auf einer Rennstrecke antizipieren, um die Energierückgewinnung, die Traktionskontrolle, den Energieeinsatz sowie über die beiden hinteren Elektromotoren auch Handling und Fahrstabilität zu optimieren.