Toyota rozpoczęła prace rozwojowe nad elektrycznymi samochodami na wodorowe ogniwa paliwowe (FCEV) w 1992 roku. W efekcie w 2014 roku z sukcesem wprowadziła do sprzedaży sedana Mirai. To przełomowe osiągnięcie było możliwe dzięki doświadczeniom, jakie Toyota zebrała przy opracowywaniu, produkcji i sprzedaży samochodów hybrydowych. Napędy hybrydowe są bowiem kluczową technologią dla wszystkich rodzajów zelektryfikowanych napędów Toyoty.
Mirai nowej generacji wynosi na wyższy poziom technologię elektrycznego napędu zasilanego ogniwami paliwowymi. Wraz z jego premierą klienci zyskują atrakcyjny stylistycznie, budzący emocje, bezemisyjny samochód o dynamicznym napędzie. Całkowicie przebudowany zestaw ogniw paliwowych, inteligentne rozłożenie elementów na platformie oraz opływowe nadwozie o niskim współczynniku oporu powietrza składają się na to, że nowy Mirai zużywa o 10 proc. mniej paliwa od poprzednika, a jego zasięg wzrósł do około 650 km. Samochód nie emituje przy tym żadnych spalin, a jedynie czystą parę wodną.
Toyota Mirai. Wreszcie atrakcyjna stylistyka
Pracując nad nowym Mirai, Toyota poświęciła szczególną uwagę tym wszystkim aspektom, które wpływają na ocenę samochodu przez klientów – zaczynając od osiągów, przez właściwości jezdne, a kończąc na wyglądzie. Jednocześnie priorytetem pozostało zwiększenie wydajności napędu i wydłużenie zasięgu na jednym tankowaniu w porównaniu z Mirai pierwszej generacji, aby uzyskać wynik lepszy od zasięgów przeciętnych samochodów elektrycznych. Większa moc auta i pojemność zbiorników wodoru, poprawiona wydajność napędu i lepsza aerodynamika złożyły się na wydłużenie zasięgu auta o 30 proc. do około 650 km.
Architektura TNGA umożliwiła znacznie lepsze rozłożenie komponentów napędu nowego Mirai w taki sposób, aby wygospodarować więcej miejsca we wnętrzu oraz optymalnie rozłożyć masę auta między przodem a tyłem. Zestaw ogniw paliwowych został przesunięty do przodu spod kabiny do przedniej części auta, co zwiększyło ilość miejsca dla pasażerów oraz pozwoliło zamontować z tyłu trzyosobową kanapę zamiast dotychczasowych dwóch miejsc siedzących i podłokietnika.
Nowy Mirai, nowe proporcje
Nowy Mirai ma także bardziej atrakcyjne proporcje. Jego wysokość została obniżona o 65 mm do 1 470 mm, a rozstaw osi zwiększył się o 140 mm do 2 920 mm. Tylny zwis został wydłużony o 85 mm, a długość auta wzrosła do 4 975 mm. Niżej położony środek ciężkości, rozstaw kół większy o 75 mm oraz większe, 19- lub 20-calowe koła sprawiają, że samochód wygląda bardziej dynamicznie i sportowo.
Jednym z głównych celów konstruktorów nowego Mirai było stworzenie samochodu, który przyciągnie klientów nie tylko oszczędnym, bezemisyjnym napędem, lecz przede wszystkim ze względu na te wszystkie cechy, które są ważne dla klientów wybierających nowy samochód – atrakcyjny wygląd, komfort i wykończenie wnętrza, jakość prowadzenia i dynamikę.
Platforma GA-L umożliwiła takie rozłożenie elementów napędu, aby uzyskać jak najwięcej miejsca we wnętrzu. W efekcie nowy Mirai ma przestronną, 5-osobową kabinę i lepiej wyważone podwozie. Największą korzyścią jest jednak wygospodarowanie miejsca na trzeci zbiornik wodoru, co przyczyniło się do zwiększenia zasięgu auta.
Nowy zestaw ogniw paliwowych
Zestaw ogniw paliwowych Toyoty do nowego Mirai oraz konwerter FCPC (fuel cell power converter) zostały opracowane specjalnie z myślą o montażu na platformie GA-L. Inżynierowie umieścili w jednej zwartej obudowie wszystkie elementy zestawu ogniw paliwowych – pompy wody, intercooler, klimatyzator, kompresory powietrza i pompę recyrkulacji wodoru. Każda z tych części jest mniejsza i lżejsza, a jednocześnie bardziej wydajna niż w poprzedniej generacji Mirai. Obudowa ogniw paliwowych także jest mniejsza dzięki technice zgrzewania tarciowego z przemieszaniem, która umożliwiła zmniejszenie odstępu między ogniwami a obudową.
W ogniwach paliwowych użyto polimeru w stanie stałym, tak jak w poprzednim modelu. Zestaw jest mniejszy i użyto w nim mniej ogniw (330 zamiast 370). Mimo to jego maksymalna moc wzrosła ze 114 kW do 128 kW. Było to możliwe dzięki większej gęstości mocy, która wzrosła z 3,1 kW/l do 5,4 kW/l (z wyjątkiem krańcowych ogniw). Toyota poprawiła także odporność napędu na niskie temperatury powietrza. Teraz samochód szybciej uzyskuje pełną moc nawet przy temperaturze -30 stopni Celsjusza. Dzięki umieszczeniu wewnątrz obudowy zestawu większej liczby urządzeń wspomagających pracę ogniw, układ napędowy Mirai ma mniej osobnych elementów, co oszczędza miejsce i obniża masę.
Lepsza bateria litowo-jonowa
Nowy Mirai jest wyposażony w wysokonapięciowy akumulator litowo-jonowy, który zastąpił baterię niklowo-wodorkową. Nowa bateria jest mniejsza, bardziej energooszczędna i wydajna oraz bardziej ekologiczna. Zawiera 84 ogniwa, a jej napięcie znamionowe wzrosło do 310,8 V z 244,8 V, zaś pojemność wynosi 4.0 Ah (pojemność baterii w Mirai pierwszej generacji to 6,5 Ah). Całkowita masa akumulatora została zmniejszona z 46,9 do 44,6 kg. Moc wzrosła z 25,5 kW x 10 sekund do 31,5ekW x 10 sekund.
Wodorowa Toyota. Dynamika i osiągi
Platforma GA-L sprawia, że nowy Mirai ma niżej położony środek ciężkości, lepszą charakterystykę bezwładności i znacznie sztywniejsze nadwozie, dlatego samochód prowadzi się pewniej i stabilniej. Sztywność nadwozia została zwiększona przez strategiczne rozłożenie usztywnień i wzmocnień, szersze zastosowanie klejenia karoserii oraz laserowe spawanie śrubowe.
Przeniesienie zestawu ogniw paliwowych spod kabiny pod maskę, a baterii i silnika elektrycznego nad tylną oś umożliwiło rozłożenie masy samochodu między przodem i tyłem w proporcji 50:50, co zwiększyło stabilność auta do poziomu znanego z samochodów spalinowych z silnikiem z przodu.
Nowa platforma otrzymała także zawieszenie wielowahaczowe z przodu i z tyłu, zamiast kolumn MacPhersona z przodu i belki skrętnej z tyłu, zastosowanych w poprzednim modelu. Taka konfiguracja zapewnia wysoką stabilność i komfort jazdy oraz precyzję prowadzenia. W zawieszeniu nowego Mirai zastosowano grubsze stabilizatory, zoptymalizowano położenie górnego i dolnego łożyska kulkowego oraz zwiększono sztywność zawieszenia, co przełożyło się na szybsze reakcje na ruchy kierownicy oraz przyczyniło się do większej stabilności.
Oczyszczanie powietrza podczas jazdy
Mirai nie tylko nie emituje żadnych spalin, ale oczyszcza powietrze podczas jazdy. Nowy model został wyposażony w innowacyjny katalityczny filtr wbudowany we wloty powietrza, które jest doprowadzane do ogniw paliwowych. Filtr z włókniny wychwytuje mikroskopijne cząsteczki zanieczyszczeń, w tym dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu (NOx) i cząstki stałe PM 2.5. Rozwiązanie to usuwa od 90 do 100 proc. zanieczyszczeń o średnicy od 0 do 2,5 mikonu z powietrza przelatującego przez system ogniw paliwowych.
Wraz z wprowadzeniem na rynek nowego modelu Toyota planuje dziesięciokrotnie zwiększyć sprzedaż Mirai.
Czytaj też:
Nowa Toyota Hilux: terenówka także stylowa
Nowa Toyota Mirai