En un futuro próximo, el fabricante de automóviles japonés Toyota presentará la segunda generación del automóvil con una planta de energía de hidrógeno Toyota Mirai 2022. La unidad patentada TFCS (Toyota Fuel Cell System) con una capacidad de 114 kW combina las principales ventajas de las celdas de combustible de hidrógeno y una plataforma de propulsión híbrida.
La novedad esperada será aún más potente, más autónoma y al mismo tiempo más barata, ya que la compañía monitorea la tendencia de vehículos más baratos que operan con fuentes de energía alternativas.
La visión de Toyota para los autos de hidrógeno
En opinión de los ingenieros de Toyota, el futuro de la industria automotriz reside en el combustible de hidrógeno. El hidrógeno se considera una fuente de energía limpia, eficiente y asequible que permite la movilidad con emisiones mínimas de carbono en automóviles, trenes, barcos y otros vehículos. Además, el hidrógeno es una fuente de energía renovable y fácil de transportar.
El primer trabajo de Toyota en el desarrollo de un vehículo eléctrico con pilas de combustible de hidrógeno comenzó en 1992, y solo en 2014 la compañía anunció con éxito el lanzamiento del sedán de lujo Mirai. El logro innovador se logró a través de muchos años de experiencia de los empleados de la compañía japonesa en el campo de la tecnología híbrida, una dirección codiciada para una amplia gama de vehículos electrificados.
El concepto básico de propulsión híbrida se ha adaptado perfectamente a la producción de vehículos híbridos enchufables, modelos totalmente eléctricos y versiones con pilas de combustible de hidrógeno.
Cada versión de plataforma tiene características distintivas y cualidades especiales que la hacen compatible con diferentes tipos de centrales eléctricas.
Actualmente, la compañía está trabajando arduamente para lanzar la próxima generación de Toyota Mirai para el año modelo 2022. La novedad utiliza una versión mejorada del concepto FCEV, que lleva los coches de hidrógeno al siguiente nivel y proporciona una mayor autonomía, dinamismo y atractivo emocional en términos de estilo y rendimiento de conducción.
El sistema de pila de combustible rediseñado, el equipo inteligente de a bordo y la eficiencia aerodinámica aumentan la autonomía hasta 650 km sin dañar el medio ambiente.
Cambios de diseño y distribución
Al desarrollar la nueva versión del Toyota Mirai 2022, los diseñadores de Toyota se comprometieron a realizar mejoras integrales para mejorar el atractivo del vehículo para los consumidores y hacer que el automóvil sea más manejable.
En comparación con su predecesor, las dimensiones del modelo se han incrementado ligeramente. Ahora componen:
- longitud - 4975 mm (añadido 85 mm);
- ancho - 1885 mm;
- distancia entre ejes - 2920 mm (+140 mm).
Las llantas ampliadas a 20 pulgadas le dan al exterior del automóvil un encanto y elegancia especiales. También dan la impresión de un centro de gravedad bajo.
Durante mucho tiempo, el fabricante de automóviles japonés no reveló particularmente las características técnicas de la próxima novedad. Al mismo tiempo, fuentes internas y oficiales dijeron que el nuevo Toyota Mirai 2022 utilizará un diseño ligeramente rediseñado de la unidad de potencia y las celdas de combustible.
El motor está ubicado en la parte trasera del automóvil y las baterías no están ubicadas donde estaban en la generación anterior (en el medio del automóvil entre el asiento del pasajero y el del conductor). Se trata de una medida justificable que ha permitido a los fabricantes ampliar la gama del modelo y mejorar el manejo.
Esto explica el concepto lógico para un automóvil de producción: la batería de celda de combustible en la parte delantera hace que el automóvil “conduzca” en la carretera, por lo que los ingenieros decidieron instalarlo en la parte trasera.
Especificaciones
La novedad está diseñada sobre la base de la plataforma GA-L, que prevé un cambio en la disposición de las celdas de combustible y las unidades de transmisión para el uso más eficiente del espacio. El resultado es una cabina más espaciosa y un mejor equilibrio del chasis.
Se hizo especial hincapié en la gama. El aumento de potencia, un tanque de hidrógeno más grande, aerodinámica mejorada y eficiencia de combustible contribuyen a una autonomía de hasta 650 km.
El automóvil está equipado con 3 tanques de combustible de hidrógeno a alta presión, que aumentaron la autonomía en un 30%.
Los tanques tienen un diseño en forma de T. La sección más larga se encuentra longitudinal y centralmente debajo del piso del automóvil. Hay un compartimento debajo de los asientos traseros y el maletero para los dos tanques más pequeños. La capacidad total de estos tanques es de 5,6 kg de hidrógeno (el volumen del predecesor era de 4,6 kg de combustible de hidrógeno).
Una configuración bien pensada y una disposición rediseñada de los elementos del sistema de combustible permitieron un centro de gravedad más bajo y la preservación del espacio de carga. La nueva plataforma también permite que la innovadora celda de combustible se mueva desde su ubicación actual al compartimiento delantero, mientras que la batería de alto voltaje y el motor eléctrico se pueden colocar debajo del eje trasero.
Según el fabricante, el diseño de la transmisión se ha optimizado para proporcionar una distribución de peso 50:50 entre la parte delantera y trasera del vehículo.
Los tanques de hidrógeno tienen un diseño multicapa más robusto y se caracterizan por un peso reducido (el hidrógeno representa el 6% del peso total del combustible y los tanques).
Características de las pilas de combustible Toyota Mirai 2022
La nueva batería y convertidor de potencia de Toyota (FCPC) se ha adaptado a la plataforma GA-L. Los diseñadores combinaron todos los elementos del sistema de combustible en un solo lugar (incluidas las bombas de agua, el intercooler, el aire acondicionado, la bomba de recirculación de hidrógeno y otras unidades), reduciendo su peso y dimensiones, pero mejorando el rendimiento.
La carcasa de la batería se ha reducido mediante el uso de tecnología de soldadura por fricción. Esto redujo la brecha entre el cuerpo y la celda de combustible.
La batería de pilas de combustible utiliza un polímero sólido (como en la actual generación de Mirai), mientras que es más pequeña y contiene 330 pilas (la predecesora tenía 370). Al mismo tiempo, el coche demuestra un nuevo récord de potencia específica (5,4 kW / l. La potencia máxima alcanza los 128 kW (contra 114 kW en la versión actual).
El rendimiento del motor ha mejorado drásticamente. Ahora conserva sus propiedades declaradas incluso a temperaturas tan bajas como -30 ° C.
La concentración de conexiones del sistema debajo del chasis ha reducido el número de componentes, por lo que también tiene un efecto positivo en el peso y el espacio para la cabeza.
Centrarse en la tecnología avanzada y modernizar cada detalle permitió a los ingenieros de Toyota reducir el peso del sistema de combustible en un 50% y aumentar la potencia en 12. La lista de actualizaciones incluye colectores de compensación, reducción de peso y tamaño de la celda, optimización de la forma del separador de gas, así como el uso de materiales innovadores en los electrodos. ...
El vehículo también tiene un convertidor FDC DC / DC y piezas modulares de alto voltaje. Al mismo tiempo, su peso disminuyó de 2,9 kg a 5,5 kg.
Las soluciones tecnológicas innovadoras han ahorrado mucho espacio. Por primera vez, Toyota abandonó los materiales conductores en favor de los elementos semiconductores de carburo de silicio en los transistores.
Se ha aplicado un enfoque idéntico para reducir el tamaño y el peso a otros elementos del sistema de combustible. La toma de aire está adaptada para bajas pérdidas de carga y está equipada con una membrana fonoabsorbente que minimiza el ruido en el habitáculo.El escape está hecho de tubería de resina y está diseñado para dejar entrar la mayor cantidad de aire y agua posible. Además, el bajo nivel de ruido en la cabina se debe a un silenciador más potente.
Batería de iones de litio
El nuevo Toyota Mirai 2022 utiliza una batería de iones de litio de alto voltaje en lugar de una unidad de hidruro metálico de níquel. Y aunque es de menor tamaño, su consumo energético y rendimiento son mucho mayores. La fuente de alimentación también destaca por sus estándares medioambientales mejorados.
La batería contiene 84 celdas con un voltaje nominal de 310,8 V (en comparación con 244,8 V) y una capacidad de 4,0 Ah. El peso total se ha reducido de 46,9 kg a 44,6 kg. Las reducidas dimensiones de la batería permitieron instalarla detrás de la fila de asientos trasera para no ocupar espacio en el compartimento de carga. También se ha diseñado una nueva tecnología de refrigeración por aire con entradas de aire discretas a ambos lados de la segunda fila de asientos.
Dinamismo
La plataforma GA-L, especialmente diseñada para el Toyota Mirai 2022, brinda los siguientes beneficios:
- centro de gravedad más bajo;
- rendimiento inercial mejorado;
- aumento de la rigidez de la carrocería, lo que mejora el margen dinámico.
Al desplazar la batería de debajo del piso al compartimento delantero y colocar la batería y el motor en la parte trasera, los ingenieros han logrado un equilibrio de peso de 50:50 en la parte delantera y trasera para mejorar el rendimiento dinámico.
La nueva plataforma utiliza elementos de suspensión de enlaces múltiples en lugar de puntales MacPherson (como en la versión anterior). Esta configuración mejora la estabilidad, el manejo y la comodidad de conducción. La suspensión consta de barras estabilizadoras más duraderas.
Conclusión
Junto con la presentación de Toyota Mirai 2022, Toyota planea afianzarse con confianza en el mercado de automóviles de hidrógeno y aumentar sus cifras de ventas en 10 veces. Este crecimiento estará respaldado por un rendimiento mejorado del modelo y una reducción de precio del 20%.
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- La visión de Toyota para los autos de hidrógeno
- Cambios de diseño y distribución
- Especificaciones
- Características de las pilas de combustible Toyota Mirai 2022
- Batería de iones de litio
- Dinamismo
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