Num futuro próximo, a montadora japonesa Toyota apresentará a segunda geração do carro com uma usina de hidrogênio Toyota Mirai 2022. A unidade patenteada TFCS (Toyota Fuel Cell System) com capacidade de 114 kW combina as principais vantagens das células a combustível de hidrogênio e uma plataforma de acionamento híbrida.
A novidade esperada será ainda mais potente, mais autônoma e ao mesmo tempo mais barata, à medida que a empresa acompanha a tendência de veículos mais baratos operando com fontes alternativas de energia.
A visão da Toyota para carros a hidrogênio
No entendimento dos engenheiros da Toyota, o futuro da indústria automotiva está no combustível hidrogênio. O hidrogênio é visto como uma fonte de energia limpa, eficiente e acessível que permite mobilidade com emissões mínimas de carbono em carros, trens, navios e outros veículos. Além disso, o hidrogênio é uma fonte de energia renovável e fácil de transportar.
Os primeiros trabalhos da Toyota no desenvolvimento de um veículo elétrico com células a combustível a hidrogênio começaram em 1992, e somente em 2014 a empresa anunciou com sucesso o lançamento do sedã de luxo Mirai. A conquista inovadora foi alcançada através de muitos anos de experiência dos funcionários da empresa japonesa no campo da tecnologia híbrida - uma direção procurada para uma ampla gama de veículos eletrificados.
O conceito básico do trem de força híbrido foi perfeitamente adaptado para a produção de veículos híbridos plug-in, modelos totalmente elétricos e versões com células a combustível de hidrogênio.
Cada versão de plataforma possui características distintas e qualidades especiais que as tornam compatíveis com diferentes tipos de usinas.
A empresa está atualmente trabalhando duro para lançar a próxima geração do Toyota Mirai para o ano modelo 2022. A novidade usa uma versão aprimorada do conceito FCEV, que leva os carros a hidrogênio ao próximo nível e oferece maior alcance, dinamismo e apelo emocional em termos de estilo e desempenho de direção.
O sistema de célula a combustível redesenhado, os equipamentos de bordo inteligentes e a eficiência aerodinâmica aumentam a autonomia em até 650 km sem agredir o meio ambiente.
Mudanças de design e layout
Ao desenvolver a nova versão do Toyota Mirai 2022, os designers da Toyota se comprometeram a fazer melhorias abrangentes para aumentar o apelo do veículo aos consumidores e torná-lo mais gerenciável.
Em comparação com seu antecessor, as dimensões do modelo foram ligeiramente aumentadas. Agora eles inventam:
- comprimento - 4975 mm (adicionado 85 mm);
- largura - 1885 mm;
- distância entre eixos - 2920 mm (+140 mm).
Os aros aumentados para 20 polegadas conferem ao exterior do carro um charme e elegância especiais. Eles também dão a impressão de um centro de gravidade baixo.
Por muito tempo, a montadora japonesa não revelou particularmente as características técnicas da próxima novidade. Ao mesmo tempo, insiders e fontes oficiais disseram que o novo Toyota Mirai 2022 usará um layout ligeiramente redesenhado da unidade de força e células de combustível.
O motor está localizado na parte traseira do carro e as baterias não estão localizadas onde estavam na geração anterior (no meio do carro, entre o assento do passageiro e do motorista). Esta é uma medida justificável que permitiu aos fabricantes ampliar a gama do modelo e melhorar o manuseio.
Isso explica o conceito lógico para um carro de produção: a bateria de célula de combustível na frente faz com que o carro “dirija” na estrada, então os engenheiros decidiram instalá-la na parte de trás.
Especificações
A novidade é projetada com base na plataforma GA-L, que prevê uma mudança na disposição das células a combustível e unidades de transmissão para o uso mais eficiente do espaço. O resultado é uma cabine mais espaçosa e melhor balanceamento do chassi.
Uma ênfase particular foi colocada no intervalo. Maior potência, um tanque de hidrogênio maior, aerodinâmica aprimorada e eficiência de combustível contribuem para um alcance de até 650 km.
O carro está equipado com 3 tanques de combustível de hidrogênio de alta pressão, o que aumenta a autonomia em 30%.
Os tanques têm um layout em forma de T. A seção mais longa está localizada longitudinalmente e centralmente sob o piso do carro. Há um compartimento sob os bancos traseiros e o porta-malas para os dois tanques menores. A capacidade total desses tanques é de 5,6 kg de hidrogênio (o volume do antecessor era de 4,6 kg de hidrogênio combustível).
Uma configuração bem pensada e uma disposição redesenhada dos elementos do sistema de combustível permitiram um centro de gravidade mais baixo e a preservação do espaço de carga. A nova plataforma também permite que a inovadora célula de combustível seja movida de sua localização atual para o compartimento dianteiro, enquanto a bateria de alta tensão e o motor elétrico podem ser posicionados sob o eixo traseiro.
De acordo com o fabricante, o layout do trem de força foi otimizado para fornecer uma distribuição de peso de 50:50 entre a frente e a traseira do veículo.
Os tanques de hidrogênio têm um design multicamadas mais robusto e são caracterizados pelo peso reduzido (o hidrogênio é responsável por 6% do peso total do combustível e dos tanques).
Características das células de combustível Toyota Mirai 2022
A nova bateria e conversor de energia da Toyota (FCPC) foram adaptados para a plataforma GA-L. Os projetistas combinaram todos os elementos do sistema de combustível em um só lugar (incluindo bombas d'água, intercooler, ar condicionado, bomba de recirculação de hidrogênio e outras unidades), reduzindo seu peso e dimensões, mas melhorando o desempenho.
A carcaça da bateria foi reduzida com o uso de tecnologia de soldagem por fricção. Isso estreitou a lacuna entre o corpo e a célula de combustível.
A bateria de células a combustível utiliza um polímero sólido (como na geração atual do Mirai), ao passo que é menor e contém 330 células (a antecessora tinha 370). Ao mesmo tempo, o carro demonstra um novo recorde de potência específica (5,4 kW / l. A potência máxima chega a 128 kW (contra 114 kW na versão atual).
O desempenho do motor melhorou dramaticamente. Agora ele mantém suas propriedades declaradas mesmo em temperaturas tão baixas quanto -30 ° C.
A concentração das conexões do sistema sob o chassi reduziu o número de componentes, portanto, também tem um efeito positivo no peso e no espaço livre.
O foco em tecnologia avançada e a modernização de cada detalhe permitiu que os engenheiros da Toyota reduzissem o peso do sistema de combustível em 50% e aumentassem a potência em 12. A lista de atualizações inclui coletores de deslocamento, redução do peso e tamanho da célula, formato otimizado do separador de gás, bem como a utilização de materiais inovadores nos eletrodos. ...
O veículo também possui um conversor FDC DC / DC e peças modulares de alta tensão. Ao mesmo tempo, seu peso diminuiu 2,9 kg para 5,5 kg.
Soluções tecnológicas inovadoras economizam muito espaço. Pela primeira vez, a Toyota trocou materiais condutores em favor de elementos semicondutores de carboneto de silício nos transistores.
Uma abordagem idêntica para reduzir o tamanho e o peso foi aplicada a outros elementos do sistema de combustível. A entrada de ar está adaptada para baixas perdas de pressão e está equipada com uma membrana insonorizante que minimiza o ruído no habitáculo.O escapamento é feito de tubo de resina e projetado para permitir a entrada de tanto ar e água quanto possível. Além disso, o baixo nível de ruído na cabine é devido a um silenciador mais potente.
Bateria de íon-lítio
O novo Toyota Mirai 2022 usa uma bateria de íon de lítio de alta tensão em vez de uma unidade de hidreto metálico de níquel. E embora seja menor em tamanho, seu consumo de energia e desempenho são muito maiores. A fonte de alimentação também se destaca por seus melhores padrões ambientais.
A bateria contém 84 células com uma tensão nominal de 310,8 V (em comparação com 244,8 V) e uma capacidade de 4,0 Ah. O peso total foi reduzido de 46,9 kg para 44,6 kg. As dimensões reduzidas da bateria permitiram instalá-la atrás da fila traseira de bancos para não ocupar espaço no compartimento de carga. Uma nova tecnologia de resfriamento de ar também foi projetada com entradas de ar imperceptíveis em ambos os lados da segunda fila de assentos.
Dinamismo
A plataforma GA-L, especialmente projetada para o Toyota Mirai 2022, oferece os seguintes benefícios:
- centro de gravidade inferior;
- melhor desempenho inercial;
- aumento da rigidez do corpo, o que melhora a margem dinâmica.
Ao deslocar a bateria do piso para o compartimento dianteiro e colocar a bateria e o motor na parte traseira, os engenheiros conseguiram um equilíbrio de peso de 50:50 dianteiro e traseiro para um desempenho dinâmico aprimorado.
A nova plataforma usa elementos de suspensão multi-link em vez de suportes MacPherson (como na versão anterior). Esta configuração melhora a estabilidade, o manuseio e o conforto de condução. A suspensão consiste em barras estabilizadoras mais duráveis.
Conclusão
Juntamente com a apresentação do Toyota Mirai 2022, a Toyota planeja ganhar uma posição segura no mercado de carros a hidrogênio e aumentar seus números de vendas em 10 vezes. Este crescimento será suportado por um melhor desempenho do modelo e uma redução de preço de 20%.
|| lista |
- A visão da Toyota para carros a hidrogênio
- Mudanças de design e layout
- Especificações
- Características das células de combustível Toyota Mirai 2022
- Bateria de íon-lítio
- Dinamismo
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