Toyta Mirai: a hidrogén üzemanyagcellás szedán maga a jövő

A Toyota Mirai értékesítése Japánban már tavaly decemberben megkezdődött, Európában idén nyár végétől kapható az új modell. Az európai közönség először a 85. Genfi Autószalonon veheti szemügyre az új kategóriát teremtő típust.

A Mirai megjelenésével új korszak veszi kezdetét az autóiparban. A Mirai a jövő nagy jelentőségűnek ígérkező energiaforrását, a hidrogént használja fel a hajtására szolgáló elektromos áram előállítására, és ezzel kiemelkedő környezetvédelmi teljesítményt nyújt, az átlagos személygépkocsikhoz mérhető praktikum, kényelem és vezetési élmény mellett.

A Mirai a Toyota Üzemanyagcella Rendszert (TFCS) alkalmazza, amely egyesíti magában az üzemanyagcellás és hibrid technológiákat, valamint a Toyota új, saját fejlesztésű üzemanyagcella-kötegét (FC Stack) és nagynyomású hidrogéntartályokat használ. A TFCS energiahatékonysága jobb, mint bármely belső égésű motoré a világon, és üzemelés közben sem CO2-t, sem egyéb károsanyagot nem bocsát ki. A felhasználók emellett a belső égésű motorral szerelt járművektől megszokott használati értékre és kényelemre számíthatnak, nagy hatótávolsággal és körülbelül három perc alatt feltölthető hidrogéntartályokkal.

A Mirai mindenre képes, amit egy új generációs gépkocsitól elvárunk: összetéveszthetetlen formaterv; az alacsony tömegközéppontból adódó, kimagasló stabilitás, és az ennek nyomán elérhető, élvezetes vezethetőség; valamint csendes, ám erőteljes gyorsítóképesség, amit csak egy villanymotor biztosíthat.

A hidrogén a legkülönfélébb természeti vagy mesterséges forrásokból állítható elő, beleértve a szennyvíziszapot. Emellett vízből is kinyerhető, olyan megújuló energiaforrásokra támaszkodva, mint a nap- vagy szélenergia. Sűrített állapotban az akkumulátoroknál jobb energiasűrűséggel bír. Viszonylag egyszerűen tárolható és szállítható, ezért is bír komoly potenciállal, mint jövőbeli energiaforrás, illetve számtalan egyéb területen használható majd. Az üzemanyagcellás gépjárművek (FCV-k) a fedélzeten tárolt hidrogénből, saját maguk állítják elő a hajtásukhoz szükséges elektromos áramot. Ez azt jelenti, hogy segítségükkel valóra válhat a jövőbeli, hidrogén alapú társadalom álma, ezért várhatóan hozzájárulnak majd az energia diverzifikáció felgyorsításához.

Európai értékesítés vázlatos programja

A TFCS kiemelkedő környezeti teljesítményt, valamint mindennapi praktikumot és komfortot biztosít

A Mirai TFCS rendszere az üzemanyagcellás és hibrid technológiákat ötvözi.

A rendszer kedvezőbb energiahatékonysággal bír, mint a belső égésű erőforrások. Környezeti teljesítménye kiemelkedő: használat közben sem CO2-t, sem egyéb károsanyagot nem bocsát ki, és vezetés közben hasonlóan praktikus és kényelmes, illetve egyetlen feltöltéssel hasonló távolságot tud megtenni, mint egy benzinüzemű gépkocsi. A hidrogéntartályok körülbelül három perc alatt teljesen feltölthetők

A rendszer a Toyota által kifejlesztett komponensekből áll, beleértve a Toyota üzemanyagcella-köteget, az üzemanyagcella feszültség átalakítót, valamint a nagynyomású hidrogéntartályokat.

Toyota FC Stack

Az új Toyota üzemanyagcella-köteg maximális teljesítménye 114 kW (155 DIN LE). Az áramtermelés hatásfokát sikeresen fokozták a háromdimenziós, finomhálós áramlási csatornák alkalmazásával (világújdonság), ami a cellák teljes felületén egyenletes áramfejlesztést tesz lehetővé, ez pedig a kompakt méretek ellenére nagy teljesítményt, valamint világelső 3,1 kW/liter teljesítménysűrűséget (az előző generációs, korlátozott lízingkonstrukcióban forgalmazott Toyota FCHV-adv vonatkozó adatának 2,2-szeresét) eredményez.

Az üzemanyagcella elektrolit membránjait ellepő víz mennyisége alapvetően befolyásolja az elektromos áram termelés hatásfokát. A víz mennyiségének szabályozására egy belső, zárt keringetési rendszert alkalmaznak, amely az elektromos áram előállítása során keletkező vizet keringeti. Így a Toyota üzemanyagcella-kötege olyan világelső ⁵ rendszer, amely a korábbi Toyota üzemanyagcellás modellekben alkalmazott megoldásokkal ellentétben nem igényli párásító alkalmazását.

Üzemanyagcella feszültség átalakító

A Toyota mérnökei kidolgoztak egy új, kompakt, nagy hatásfokú, nagy kapacitású átalakítót, amely a Toyota üzemanyagcella-kötege által előállított elektromos áramot 650 voltosra konvertálja. A nagyobb feszültség lehetővé tette a villanymotor méretének, illetve a Toyota üzemanyagcella-kötegek számának csökkentését, ami kisebb méretű, nagyobb teljesítményű Toyota Üzemanyagcella Rendszer megalkotásához, ezáltal a rendszerköltségek további csökkentéséhez vezetett.

Nagynyomású hidrogéntartályok

A három rétegű, szénszál erősítésű műanyagból és egyéb anyagokból felépülő tartályokban igen nagy nyomáson (70 MPa; kb. 700 bar) tárolják a hidrogént. A Toyota FCHV-adv modellnél alkalmazott, nagynyomású hidrogéntartályokhoz viszonyítva mintegy 20 százalékkal nőtt a tárolókapacitás, miközben a tömeg és a méret egyaránt csökkent, ami összességében világelső ⁵ 5,7 wt%⁶ arányt eredményezett.

A Toyota Üzemanyagcella Rendszer (TFCS) legfontosabb műszaki adatai

Biztonságos járműszerkezet mindenre kiterjedő biztonsági funkciókkal

A Mirai tervezése során kiemelt jelentőségű szempontként kezelték a biztonság kérdését. Ennek alapvető feltétele volt, hogy a hidrogén tárolórendszer nem szivároghat. Abban a rendkívül valószínűtlen esetben, ha ez mégis bekövetkezne, a rendszer azonnal észleli azt, és haladéktalanul elzárja a hidrogénellátást, ezáltal megelőzi a hidrogén felgyülemlését a karosszérián belül.

• Kiemelkedő hidrogén áteresztést gátló képességekkel rendelkező, kellően erős és tartós anyagokból álló, nagy nyomású hidrogéntartályok kifejlesztése
• A hidrogén-szenzorok figyelmeztetnek az esetleges szivárgásra, és lezárják a tartály fő zárószelepeit
• A hidrogéntartályok, valamint minden egyéb, a hidrogénhez kötődő komponens az utastéren kívül kapott helyet, így amennyiben szivárgás fordul elő, a hidrogén gáz könnyen elillanhat a légkörben.

A mérnökök különböző jellemzőkkel – például az ütközés energiáját több útvonalon elnyelő, illetve hatékonyan eloszlató szerkezettel – gondoskodtak arról a fokozott ütközési ellenálló képességről, amely frontális, oldalirányú vagy ráfutásos ütközés során is védi a Toyota üzemanyagcella-köteget és a nagynyomású hidrogéntartályokat.

A Toyota üzemanyagcella-köteg kerete olyan, újonnan kifejlesztett, hőre lágyuló, szénszálas erősítésű műanyagból készült, amelyik könnyű, erős és könnyen gyártható nagy mennyiségben. Ez a rendszer elnyeli a bukkanókon és egyéb útegyenetlenségeken ébredő erőhatásokat, és ezáltal megóvja a Toyota üzemanyagcella-köteget az ütésektől.

Ami a menetbiztonságot illeti, a Mirai a következő generációs járművektől elvárható, fejlett biztonsági berendezések teljes skáláját felvonultatja:

• A radaros, ütközést megelőző rendszer segít elkerülni az ütközéseket vagy enyhíteni azok hatását azáltal, hogy amennyiben ütközés kockázatát észleli, riasztja a vezetőt, illetve aktívan vezérli a fékrendszert.
• A sávelhagyásra figyelmeztető rendszer kamera segítségével észleli a fehér vagy sárga felfestéseket, és figyelmezteti a vezetőt, ha a jármű készül átlépni a forgalmi sáv határait.
• Az elindulást szabályozó rendszer megakadályozza a hirtelen elindulást vagy hirtelen gyorsulást sebességváltás során.
• A holttérfigyelő rendszer radar segítségével észleli a szomszédos sávokban haladó gépkocsikat, és sávváltásnál segíti a mögöttes forgalom felmérését.

A Mirai összetéveszthetetlen formaterve

Az autó orrkialakításánál új technikát alkalmaztak, ami hangsúlyosan kiemeli az oxigénellátáshoz és az üzemanyagcella rendszer hűtéséhez szükséges levegőmennyiség bevezetéséről gondoskodó, bal és jobb oldali beömlőket. Az újszerű orr egyben a jármű egyediségét is kihangsúlyozza.

Az elegáns sziluett a vízcseppek lendületes formáját idézi; és ezzel a jármű működésének jellegzetességeire: a nagymennyiségű levegő bevezetésére és a vízpára kibocsátására utal. A tetőkeret és a csomagtérfedél mintha kiemelkednének a karosszériából, ami a földhöz simuló jármű hatását kelti, és futurisztikus érzést kelt.

A jármű merész hátsó kialakítása a rendszámtábla keretétől a lökhárító alsó sarkáig és a kerekekig húzódó trapézban teljesedik ki; míg a lökhárító felső része az autó szélességét kihangsúlyozva erőteljes, stabil kiállást kölcsönöz a járműnek, egyben azt a benyomást kelti, hogy a levegő gyorsan áramlik át a lökhárítón keresztül, illetve alatta.

A fényszórók újszerű kialakítása egyszerre sugall ultramodern technológiát és kifinomult fényűzést: az ultra keskeny profilt négy darab, sorban elrendezett LED fényforrás, továbbá látható hőelvezető elemek és egyéb optikai komponensek teremti meg. Az első irányjelzők és helyzetjelzők a fényszórótól elkülönülten kaptak helyet, ami rendkívül keskeny, az oldalsó légbeömlőkkel egységet alkotó reflektor-kialakítást eredményezett, ami pedig az optimális légáramlást is segítő, fejlett, letisztult formatervet hozott létre.

A Mirai 17 colos könnyűfém keréktárcsáinak tömegét különleges megmunkálási eljárás ⁷ alkalmazásával csökkentették; a karosszéria hatféle színben választható.

Futurisztikus elrendezésű belső tér

A Mirai profilja egyetlen lendületes, bőséges térkínálatot sejtető vonalvezetéssel köti össze az autó elejét és hátulját. Ez kifinomult belteret eredményez, az ajtókon és egyéb felületeken elhelyezett, puha tapintású párnázattal és ragyogó fényű, ezüstös dekorelemekkel.

Az első ülés kiválóan tartja a testet, köszönhetően a szivacs és az üléskárpit gyártását integráló folyamatnak⁸. A tökéletes üléshelyzetről nyolcirányú motoros állíthatóság, valamint motoros állítású deréktámasz gondoskodik (alapkivitelben a vezető és utasoldalon).

A műszerfal tetején, központilag elhelyezett műszeregység sebességmérőt, valamint egy 4,2 colos, nagyfelbontású TFT folyadékkristályos, multi-információs monitort tartalmaz; a kialakítás azt a hatást kelti, mintha az egység kiemelkedne a helyéről. A vezető a kormányon elhelyezett kezelőszervekkel módosíthatja a kijelző tartalmát.

Az ülésfűtés, valamint egyéb kapcsolódó funkciók a légkondicionáló rendszer elektrosztatikus kezelőfelületéről, a sík panel finom megérintésével vezérelhetők.

A Mirai alapfelszerelésként kínál olyan, komfortot fokozó funkciókat, mint a fűthető kormánykerék, illetve ülések (minden ülésen kétfokozatú), amelyek azonnal melegítenek, miközben nagyban csökkentik az energiafelhasználást, a teljesen automatikus, bal és jobb oldalon külön szabályozható légkondicionálót kapcsolható öko üzemmóddal, vagy a „Nanoe” ⁹ légtisztító technológiát, amely mindig friss levegővel tölti meg az utasteret. A beltér háromféle árnyalatban, köztük meleg tónusú fehérben rendelhető.

Kiemelkedő menetstabilitás és kivételesen csendes üzem teszi még élvezetesebbé a vezetést

A nagyteljesítményű Toyota üzemanyagcella-köteg és az optimális akkumulátor-vezérlés gondoskodik a villanymotor meghajtásáról, és erőteljes, robbanékony reakciókat biztosít minden sebességtartományban. A gázpedál lenyomására késlekedés nélkül áll a vezető rendelkezésére a forgatónyomaték; ami lendületes, zökkenőmentes gyorsítóképességet eredményez.

A stabil vezethetőségnek és a rugózási komfortnak egyaránt jót tesz, hogy a fődarabokat – így a Toyota üzemanyagcella-köteget és a nagynyomású hidrogéntartályokat – a padló alatt, középen helyezték el, ami mély tömegközéppontot, valamint az első és hátsó tengely közötti, kiváló tömegeloszlást eredményez. Szintén ezt szolgálja a kiemelkedően szilárd karosszéria, amely a hátsó felfüggesztésnél külön merevítést kapott.

A padlólemez teljes alsó borítása, valamint az áramvonalas kialakítású helyzetjelzők mérséklik a légellenállást, és javítják az autó üzemanyag-fogyasztását, valamint stabil vezethetőségét. A hátsó lámpatestek oldalán kialakított apró légterelő lapok szintén az egyenesfutást hivatottak stabilizálni.

A villanymotoros hajtás, a mérsékelt szélzaj, valamint a karosszériaelemek teljes körű, hatékony zajszigetelése, illetve a hangelnyelő és hangzáró anyagok – beleértve a zajcsökkentő üvegből készített szélvédőt és oldalablakokat – optimális elhelyezése révén a Mirai minden sebességtartományban kiemelkedően csendes.

A „Bs” (fékrásegítés) üzemmód gazdaságosan aknázza ki a regeneratív fékrendszer képességeit, és javítja a fékteljesítményt, amennyiben a vezető szeretne fokozott fékerőt elérni, például hosszan elnyúló lejtőn haladva.