Reklama

Mechanika - Żródła napędu - silniki stosowane obecnie oraz w przyszłości

Ogniwa paliwowe to przyszłóść. Toyota Group inwestuje w rozwój części

dokument
pobierz +

Toyota właśnie wprowadziła na rynek drugą generację wodorowego modelu Mirai, o zasięgu większym o 30% niż poprzednik z 2014 roku. Nowy Mirai ma nie tylko nowo opracowany napęd oparty na ogniwach paliwowych nowej generacji. O większej wydajności, mocy i dynamice auta decydują także innowacyjne technologie niekoniecznie związane z napędem. W ich tworzenie zaangażowały się – obok Toyota Motor Corporation – także inne spółki należące do Toyota Group. Wypracowane przez nie rozwiązania trafią niedługo do kolejnych pojazdów wodorowych Toyoty, Lexusa i producenta autobusów i ciężarówek, marki Hino.

Toyota Mirai drugiej generacji zadebiutowała w Japonii w grudniu ubiegłego roku, a na początku tego roku wchodzi na europejskie rynki. Jest to pięcioosobowy sedan zbudowany na tej samej co Lexus LS platformie GA-L. Nowa platforma pociągnęła za sobą konieczność zastosowania nowych komponentów, których opracowaniem zajęła się nie tylko Toyota Motor Corporation, ale także inne spółki należące do Toyota Group.

Toyota Mirai to dopiero początek
Zarówno napęd, jak i pozostałe komponenty Mirai trafiają do wielu różnych pojazdów i urządzeń stacjonarnych. Niektóre z nich są w fazie testowania, inne zostały już wprowadzone na komercyjny rynek. Do sprzedaży trafiły już miejskie autobusy Toyoty oraz portugalskiego producenta CaetanoBus, wyposażone w napędy na ogniwa paliwowe Toyoty, a także generatory prądu do użytku na lądzie i na jachtach morskich, opracowane w kooperatywie japońskiej marki z francuskim start-upem EODev. Oprócz tego w ramach bezpośredniej współpracy Toyota dostarcza wodorowe ciężarówki kalifornijskim portom morskim i auta dostawcze sieci sklepów Seven Eleven w Japonii. Ogniwa paliwowe są testowane także na kolei oraz w fabrykach i magazynach w postaci stacjonarnych generatorów i wózków widłowych.

Toyota Mirai jest napędzana silnikiem elektrycznym o mocy 182 KM i momencie obrotowym 300 Nm. Napęd jest przenoszony na tylne koła, podobnie jak w Lexusie LS. Zestaw ogniw paliwowych, czyli główne źródło prądu, w nowym modelu jest mniejszy i użyto w nim mniej ogniw (330 zamiast 370). Mimo to jego maksymalna moc wzrosła ze 155 KM do 174 KM. Było to możliwe dzięki większej gęstości mocy, która wzrosła z 3,1 kW/l do 5,4 kW/l. Wspomagającym źródłem energii jest bateria niklowo-wodorkowa o 84 ogniwach, która magazynuje energię odzyskiwaną podczas hamowania. Jej napięcie znamionowe wzrosło do 310,8 V z 244,8 V, zaś pojemność wynosi 4.0 Ah. Liczba zbiorników wodoru wzrosła z dwóch do trzech, które łącznie mieszczą 5,6 kg wodoru (142,2 l), o 1 kg więcej niż w pierwszym modelu.

Innowacje w każdym detalu
Kluczowym czynnikiem zwiększającym zasięg nowego Mirai jest trzeci zbiornik, który został opracowany przez firmę Toyoda Gosei Co. Spółka ta produkuje gumowe i żywiczne części do pojazdów. Do budowy nowego zbiornika wykorzystała swoją najnowocześniejszą technologię, pokrywając jego wnętrze specjalnym materiałem żywicznym, który jest odporny na wysokie ciśnienie 70 megapaskali i skutecznie zapobiega przenikaniu wodoru przez ścianki zbiornika. Aby uruchomić masową produkcję zbiorników wodoru nowej generacji, firma zbudowała nowy zakład w Inabe w prefekturze Mie, inwestując 12 miliardów jenów. Na razie zbiorniki te są montowane tylko w Mirai, ale już wkrótce trafią do innych pojazdów, w tym samochodów ciężarowych i dostawczych.

Innym ważnym partnerem Toyoty w rozwoju pojazdów wodorowych jest Aichi Steel Corp. Japoński twórca stalowych komponentów opracował specjalną stal nierdzewną, która jest odporna na magazynowanie wodoru pod wysokim ciśnieniem i sprawdza się w konstrukcji zbiorników wodoru, bez użycia kosztownych rzadkich metali. Z kolei Toyota Industries Corp. wprowadziła na rynek nową sprężarkę powietrza, która dostarcza powietrze do ogniw paliwowych nowego Mirai. Tam pobierany jest z niego tlen, który łączy się z wodorem, generując energię. Denso Corp., jeden z największych na świecie dostawców części samochodowych, produkuje wysokiej jakości półprzewodniki mocy z węglika krzemu. Zmniejszają one zużycie energii elektrycznej i poprawiają efektywność wykorzystania wodoru.

Wodór ma strategiczne znaczenie dla przyszłości Japonii
Japonia planuje odejść od sprzedaży spalinowych samochodów w 2035 roku, dlatego – jak podkreślił premier Yoshihide Suga – kraj potrzebuje nowych modeli samochodów na wodór, na baterie, a także pełnych hybryd i hybryd plug-in. Japonia już od kilku lat traktuje wodór jako kluczową technologię dla dochodzenia do bezemisyjności gospodarki, w tym transportu. W 2017 roku japoński rząd opublikował pierwszą na świecie narodową strategię wodorową, która zakłada m.in., że do 2030 roku w Japonii będzie 800 000 samochodów na wodór oraz 320 stacji tankowania. Docelowo do 2050 roku technologie wodorowe stanowić mają strategiczny element infrastruktury energetycznej i transportowej tego kraju, który chce się uwolnić z ogromnego uzależnienia od importowanych paliw kopalnych.

inf ComplexPR


Reklama