Toyota Mirai novej generácie je auto na palivové články (FCEV). Tie poháňajú elektrický motor a Mirai tak prináša viac dynamiky a lepšie jazdné vlastnosti.
Toyota Mirai
Toyota od základu prepracovala systém palivových článkov. Vďaka lepšej aerodynamike sa podarilo predĺžiť jazdný dosah až na približne 650 km, pričom pri jazde vychádza z auta len čistá voda a žiadne emisie. Toyota pritom vníma vodík ako dôležitý zdroj energie pre automobily, špeciálne pre nákladné autá a tiež pre vlaky, lode a lietadlá. Je to tiež efektívny spôsob ukladania obnoviteľnej energie a jej jednoduchú prepravu na miesto, kde sa bude spotrebovávať.
Typy pohonov a ich vhodnosť
Toyota začala s vývojom elektromobilu na vodíkové palivové články ešte v roku 1992 a v roku 2014 na svetové trhy uviedla sedan Mirai. Elektromobily s čisto batériovým pohonom sú pritom vhodné na dochádzanie na kratšie vzdialenosti (napr. do 80 km) a jazdu po meste. Hybridy a plug-in hybridy sú zase vhodné všeobecne na cestovanie osobnými automobilmi na dlhšiu vzdialenosť s dôrazom na ekológiu a znižovanie emisií. Typ pohonu FCEV je potom vhodný pre väčšie a ťažšie osobné automobily, nákladné vozidlá a verejnú dopravu.
Rozhodný posun vpred
Prioritou pri novej Toyote Mirai bolo predĺžiť dojazd oproti modelu prvej generácie, resp. nad úroveň typicky vykazovanú elektromobilmi s batériovým pohonom. K predĺženiu dojazdu až o 30 % na cca 650 km výrazne napomohlo zvýšenie výkonu spoločne so zväčšením kapacity zásobníkov na vodík. Ďalším faktorom je zníženie spotreby a zlepšenie celej aerodynamiky. Nová Toyota Mirai tak dokáže prekonávať aj skutočne dlhé vzdialenosti bez toho, aby ste sa museli obávať, že do cieľa cesty spoľahlivo nedorazíte alebo strávite pri jazde neúmerne veľa času pri nabíjaní batérií.
Toyota Mirai, rez vozidlom
Nová Toyota Mirai je postavená na modulárnej podvozkovej platforme Toyota GA-L s dôrazom na lepšie obstavanie priestoru. Vďaka novému usporiadaniu hnacieho ústrojenstva FCEV, najmä presunutiu súpravy palivových článkov z priestoru pod kabínou do prednej časti vozidla sa podarilo vytvoriť priestornejšiu päťmiestnu kabínu s nárastom miesta pre nohy pasažierov sediacich vzadu.
Mirai sa tiež pýši atraktívnejšími vonkajšími proporciami: vozidlo sa celkovo znížilo o 65 mm na 1 470 mm a súčasne sa o 140 mm natiahol rázvor náprav na 2 920 mm. Predĺžením zadného previsu karosérie o 85 mm narástla celková dĺžka vozidla na 4 975 mm. Zväčšenie rozchodu kolies o 75 mm a použitie väčších kolies (19 alebo 20 palcov) novej Toyoty Mirai prinieslo dynamickejší postoj a nižšie ťažisko.
Toyota Mirai
Podvozková platforma GA-L
Vďaka platforme GA-L bolo možné zmeniť zástavbu súpravy palivových článkov a súčastí hnacieho ústrojenstva v prospech efektívnejšieho využitia priestoru. Výsledkom je tak priestornejšia kabína a lepšie vyváženie podvozku. Pre dlhší dojazd je ešte dôležitejšia možnosť zabudovania rovno troch vysokotlakových zásobníkov na vodík. Takto sa zvýši objem paliva a akčný rádius vozidla vzrástol až o 30 %.
Toyota Mirai a usporiadanie zásobníkov na palivo
Zásobníky sú usporiadané do tvaru písmena T. Pritom najdlhší je umiestnený pozdĺžne uprostred pod podlahou vozidla, dva menšie zásobníky sú priečne pod zadnými sedadlami a batožinovým priestorom. Nádrže majú dohromady 5,6 kg vodíkového paliva, pričom pri dvojici zásobníkov súčasnej Toyoty Mirai je to len 4,6 kg. Umiestnenie zásobníkov napomohlo aj zníženie ťažiska vozidla bez zasahovania do priestoru pre batožinu.
Toytoa Mirai a pohonná jednotka
Vodíkový palivový článok sa z priestoru pod podlahou presunul do prednej časti vozidla, kde sa typicky nachádza motorový priestor. Kompaktnejšia vysokonapäťová batéria spoločne s elektromotorom sa nachádza nad zadnou nápravou. Vďaka usporiadaniu hnacieho reťazca sa nová Toyota môže pochváliť rozložením hmotnosti medzi prednou a zadnou nápravou v optimálnom pomere 50:50. Zásobníky využívajú pevnejšiu viacvrstvovú konštrukciu a podiel vodíka na celkovej hmotnosti paliva a zásobníkov predstavuje 6 %.
Vylepšená súprava palivových článkov
Súprava palivových článkov spoločne s meničom energie palivových článkov sú spojené do jediného bloku a to vrátane vodných čerpadiel, medzichladiča, klimatizácie, vzduchových kompresorov a vodíkového recirkulačného čerpadla. Všetky súčasti sú teraz menšie a ľahšie.
Toyota Mirai a vylepšené nádrže na vodík
Súprava palivových článkov využíva rovnako ako v doterajšej Mirai tuhý polymérový elektrolyt, po novom je však menšia a obsahuje menší počet článkov (330 namiesto 370). Napriek tomu však vykazuje rekordne vysokú mernú energetickú hustotu na úrovni 5,4 kW/l (ak nepočítame koncové dosky). Maximum výkonu tak narástlo zo 114 na 128 kW. Zlepšenie sa týka aj schopnosti prevádzky pri nízkych teplotách. Naštartovať vozidlo je teraz možné už od -30 °C.
Zameranie na inovácie a zlepšenie každej jednotlivej súčasti prinieslo až 50 % pokles hmotnosti, avšak pri súčasnom náraste výkonu o 12 %. Súčasťou jednotky je tiež DC-DC menič palivových článkov (FDC) a modulárne vysokonapäťové súčasti. Za úsporou miesta stoja vyspelé technológie – v tranzistoroch inteligentného výkonového modulu (IPM) Toyota vôbec po prvýkrát použila polovodičový materiál novej generácie na báze karbidu kremíka. To sa odrazilo v náraste výkonu, znížení spotreby energie a znížení počtu tranzistorov. Zmenšenie rozmerov a zníženie hmotnosti sa prejavilo aj na ďalších súčastiach súpravy palivových článkov.
Lítium-iónová batéria
Nová Mirai používa vysokonapäťovú lítium-iónovú batériu, ktorá nahrádza batériu typu NiMH súčasného modelu. Aj napriek menším rozmerom vykazuje batéria vyšší výkon a lepšie ekologické parametre. Modul obsahujúci 84 článkov ponúka menovité napätie 310,8 V a kapacitu 4,0 Ah (predchodca 244,8 V, resp. 6,5 Ah). Celková hmotnosť poklesla zo 46,9 na 44,6 kg. Výkon sa zvýšil z 25,5 kW × 10 sekúnd na 31,5 kW × 10 sekúnd.
Toyota Mirai a detail pohonu
Menšie rozmery batérie dovoľujú zástavbu za zadné sedadlá bez zasahovania do batožinového priestoru. Optimalizácia sa týka aj vedenia chladiaceho vzduchu nenápadnými vstupnými otvormi po oboch stranách zadných sedadiel.
Dynamické jazdné schopnosti
Súčasťou novej platformy je tiež nové predné aj zadné zavesenie typu multilink namiesto predtým používaných vzpier typu McPherson vpredu, resp. torzných priečok na zadnej náprave. Uvedená konfigurácia dodáva vozidlu vysokú úroveň stability, ovládateľnosti a jazdného pohodlia. Konkrétne ide o použitie silnejších stabilizátorov, optimálne umiestnenie guľových kĺbov horných aj dolných vodiacich ramien a celkovo vysokú tuhosť zavesenia v prospech dobrej spätnej väzby a stability.
Toyota Mirai
Na kolesách veľkosti 19 a 20″ sú obuté pneumatiky s rozmermi 235/55 R19, resp. 245/45 R20 s nízkym valivým odporom a tichým chodom. To sa odrazilo v lepšej spotrebe paliva, kvalitách jazdného správania, stabilite a v znížení hluku v kabíne. Použitie kolies a pneumatík s väčším priemerom pomáha zaistiť potrebný priestor pre trojicu nových zásobníkov na vodíkové palivo.
Ďalšou výhodou novej Toyoty Mirai je lepší jazdný charakter. Vyšší výkon sprostredkovaný novou súpravou palivových článkov a batériou znamená hladký a lineárny rozjazd z miesta, rovnako ako zrýchľovanie zladené s uhlom zošliapnutia akceleračného pedála. Jazda v prevádzke mimo mesta sa vyznačuje uvoľneným charakterom a vynikajúcou spätnou väzbou v širokom rozsahu rýchlostí. Naplno si to vychutnáte pri zdolávaní zákrut a serpentín.
Čistí vzduch počas jazdy
Prínosy Toyoty Mirai z pohľadu ekológie dokonca prekračujú požiadavku nulových emisií až na úroveň negatívnych emisií – vozidlo počas jazdy fakticky vzduch čistí. Do systému nasávania vzduchu je totiž zabudovaný katalyzátorový filter. Vozidlo nasáva vzduch pre potreby palivového článku, pričom elektrický náboj na filtračnej vložke z netkanej textílie zachytáva mikroskopické častice nečistôt vrátane oxidu siričitého (SO2), oxidu dusného (NOx) a pevných častíc PM 2.5. Systém dosahuje takú účinnosť, že zo vzduchu vchádzajúceho do systému palivových článkov odstraňuje 90 až 100 % častíc s priemerom do 2,5 mikrometra. Tie sa potom nedostávajú von do okolia ani s vychádzajúcim vzduchom.
Smelé plány
Uvedením novej generácie Mirai chce Toyota dosiahnuť desaťnásobné zvýšenie predajného objemu. K tomuto rastu napomôžu lepšie jazdné schopnosti a väčšia atraktivita modelu z pohľadu zákazníkov, ale aj dostupnejšia cenovka vozidla. Predajná cena totiž poklesla cca o 20 %.
Toyota Mirai a palubná doska
Praktickosť vozidiel typu FCEV poháňaných vodíkom bude tiež postupne rásť s rozširovaním vodíkovej infraštruktúry na jednotlivých trhoch, pretože počet vodíkových čerpacích staníc stále rastie v súvislosti s tým, ako národné vlády spoločne s miestnymi samosprávami predstavujú nové stimuly a regulácie súvisiace s čistejšou mobilitou. Je to aj súčasťou plánu Ministerstva hospodárstva SR.
Na Slovensku by sa mal predaj spomínaného modelu začať na jar 2021 a ceny budú predstavené krátko pred spustením predaja.
