Twee motoren die direct op de voorwielen werken
Een elektrische auto heeft geen grote verbrandingsmotor onder de motorkap, maar toch blijft het lastig om de neus van een elektrische sportwagen echt laag te tekenen. Tussen de voorwielen zitten al snel motoren, reductiekasten, vermogenselektronica, laadapparatuur en koeling. Toyota heeft in een recent patent, dat door de site Carmoses is opgemerkt, een oplossing beschreven die precies op dit knelpunt inspeelt.
De kern van het ontwerp is een coaxiale opstelling. Bij veel elektrische auto's staan de motor en de tandwielkast die het vermogen naar de wielen brengt op aparte, parallelle assen. Dat werkt goed, maar het kost hoogte en lengte. Toyota plaatst de elektromotor en het reductiesysteem daarentegen op één as, recht in lijn met het wiel. Daarvoor gebruikt het bedrijf een planetaire tandwielset, een mechanisme dat het toerental van de motor verlaagt voordat het koppel bij het wiel komt.
In de uitvoering uit het patent liggen twee van zulke motor-reductie-eenheden naast elkaar tussen de voorwielen. Elke motor drijft zijn eigen wiel aan, zonder mechanisch centraal differentieel. Voor de hoogte is dat gunstig, maar Toyota erkent ook een nadeel: de opstelling neemt meer breedte in beslag dan een conventioneel systeem. Porsche past een vergelijkbaar compact principe toe op de vooras van de Taycan, al rust daar op één motor met differentieel. Toyota gaat dus een stap verder met twee onafhankelijke eenheden. Dat zou in theorie het afzonderlijk sturen van het koppel per voorwiel mogelijk maken, maar het patent noemt dat niet expliciet als functie.
Elektronica boven de motoren en een gekantelde condensor
Een lagere motorunit alleen is niet genoeg. Toyota wil ook de overige onderdelen van de aandrijflijn anders plaatsen. In de hoofdvariant van het patent komt de vermogenselektronica bovenop de motoren te liggen. Dat blok bevat een DC-DC-converter, die de spanning aanpast bij snelladen en een boordlader voor laden op wisselstroom. Andere varianten kunnen slechts één van die onderdelen bevatten, of alleen de omvormer die de elektromotor aanstuurt.
Het meest opvallende detail zit iets verder naar voren. Toyota laat de condensor van de airconditioning, die gewoonlijk rechtop achter de grille staat, naar voren kantelen. Daardoor daalt het hoogste punt van de warmtewisselaar, terwijl het oppervlak dat de luchtstroom van de voorkant ontvangt behouden blijft. Het patent stelt een harde voorwaarde: de bovenkant van de condensor moet lager blijven dan de top van het elektronicablok op de motoren. Alleen dan kan de motorkap verder naar beneden aflopen richting de neus zonder dat de warmtewisselaar in de weg zit.
Zoals het er op papier uitziet, is dit een logische manier om een plongerende voorkant mogelijk te maken, het soort neus dat bij sportwagens vaak wordt gezocht. In de praktijk moet de luchtstroom die de condensor nodig heeft wel gehaald worden uit een kleinere openingsruimte en dat is een extra ontwerpuitdaging.
Wat past hierin binnen de sportwagenplannen van Toyota?
Het patent past goed bij de richting die Toyota met zijn elektrische sportwagens lijkt in te slaan. In 2023 toonde het merk de FT-Se, een tweezitter elektrische sportwagen met een opvallend lage en brede carrosserie. Lexus liet recent ook een elektrisch sportconcept zien, de LFA, met een beperkte hoogte en een zeer aerodynamische lijn. Toch zegt Toyota in het patent geen enkele specifieke auto. Er is dus geen bewijs dat deze architectuur in een van die modellen terechtkomt.
Opvallend is ook dat de opstelling alleen de voorwielen beschrijft. Voor een sportwagen is dat verrassend, maar een tweede motor op de achteras is goed denkbaar. Zo zou dit systeem zelfs kunnen passen in een elektrische auto met vierwielaandrijving. De ingenieur die de FT-Se presenteerde, sprak eerder al over een motor per as. Dat maakt een koppeling met dit patent plausibel, maar bevestigt het niet.
Open vragen over koeling, kosten en veiligheid
Hoe aantrekkelijk het idee ook klinkt, er blijven belangrijke vragen. Het patent beschrijft de positie van de airconditioningcondensor, maar niet waar de overige warmtewisselaars moeten komen. Een elektrische sportwagen die op het circuit wordt ingezet, moet accu, motoren en vermogenselektronica intensief kunnen koelen. Extra koelcapaciteit kan de gewenste lage neus juist weer in de weg zitten.
Ook de kosten zijn een aandachtspunt. Twee zelfstandige motoren met elk een eigen reductiesysteem zijn duurder en complexer dan één motor met een differentieel. Voor een sportwagen die al in een hoger prijssegment zit, is dat een serieuze overweging. Daarnaast noemt Toyota geen motorhoogte, geen vermogen, geen accucapaciteit en geen laadspecificaties. Zonder die gegevens is het lastig in te schatten welke prestaties deze opstelling oplevert.
Tot slot moet de veiligheid worden uitgewerkt. Een lage voorkant verandert de manier waarop een auto bij een frontale botsing vervormt en dat raakt zowel de bescherming van inzittenden als die van voetgangers. Dat er minder ruimte tussen motorkap en motorblok is, maakt het ontwerp van de vervormingszones niet eenvoudiger. Het is een patent met een slimme gedachte, maar of het ooit op de weg komt, hangt af van hoe Toyota deze uitdagingen oplost.