Seconda generazione della rivoluzionaria berlina Toyota Mirai a zero emissioni, con trazione elettrica e celle a combustibile a idrogeno.

Miglioramenti nelle prestazioni e nella progettazione – Nello sviluppo della nuova Mirai, Toyota si è impegnata a fornire miglioramenti a tutto tondo per aumentare l’attrattiva dei clienti, dalle sue performance al suo aspetto e al modo di guidare.

L’autonomia

Una priorità è stata quella di migliorare la sua autonomia rispetto al modello di prima generazione e di andare oltre le distanze tipicamente raggiunte dai veicoli elettrici a batteria. L’aumento della potenza e della capacità dei serbatoi di idrogeno, il miglioramento dell’efficienza e la nuova aerodinamica contribuiscono ad estendere l’autonomia di guida a circa 650 km (+30%). Questo conferisce alla nuova Mirai una vera autonomia per le lunghe distanze.

Anche il packaging è stato notevolmente migliorato, con la nuova Mirai costruita sulla piattaforma modulare GA-L di Toyota. Una disposizione più efficiente ed equilibrata del nuovo propulsore FCEV – in particolare con la pila di celle a combustibile spostata da sotto l’abitacolo al vano anteriore – ha permesso di ottenere un interno più spazioso, a cinque posti, con uno spazio per le gambe migliorato per i passeggeri dei sedili posteriori.

Le dimensioni

La nuova Mirai vanta anche proporzioni più attraenti: l’altezza complessiva è stata ridotta di 65 mm a 1.470 mm, e il passo è aumentato di 140 mm (2.920 mm). Con lo sbalzo posteriore esteso di 85 mm, la lunghezza complessiva del veicolo è ora di 4.975 mm. Un aumento di 75 mm della larghezza della carreggiata e l’uso di ruote più grandi, da 19 e 20 pollici, aumentano la posizione più bassa e più dinamica e il senso visivo del baricentro riposizionato della nuova Mirai.

Piattaforma GA-L

L’adozione della piattaforma GA-L ha permesso di riprogettare il posizionamento delle celle a combustibile e i componenti della trasmissione in modo da utilizzare lo spazio in modo più efficiente. Il risultato è un abitacolo più ampio, con cinque posti a sedere e un migliore bilanciamento dei pesi. Forse la novità più significativa è che permette di montare tre serbatoi di idrogeno ad alta pressione, aumentando la capacità totale dei serbatoi stessi e l’autonomia di guida dell’auto del 30%.

I serbatoi sono disposti a “T”, il più lungo in senso longitudinale e centrale sotto il pianale del veicolo, con due serbatoi più piccoli posizionati lateralmente sotto i sedili posteriori e il bagagliaio. Insieme possono contenere 5,6 kg di idrogeno, contro i 4,6 kg degli attuali due serbatoi della Mirai. La loro posizione contribuisce al baricentro inferiore dell’auto ed evita di compromettere il vano di carico.

Nuovo stack di celle a combustibile

Il nuovo stack di celle a combustibile Toyota e il convertitore di potenza a celle a combustibile (FCPC) sono stati sviluppati appositamente per l’uso con la piattaforma GA-L. I progettisti sono stati in grado di riunire tutti gli elementi del telaio dello stack (comprese le pompe dell’acqua, l’intercooler, l’aria condizionata e i compressori d’aria e la pompa di ricircolo dell’idrogeno) con ogni parte resa più piccola e leggera, migliorando allo stesso tempo le prestazioni. L’involucro dello stack stesso è stato reso più piccolo utilizzando la saldatura per attrito allo stato solido, riducendo la distanza tra la cella a combustibile e l’involucro.

Il gruppo di celle a combustibile utilizza un polimero solido, come nell’attuale Mirai, ma è stato reso più piccolo e ha meno celle (330 invece di 370). Tuttavia, stabilisce un nuovo record per la densità di potenza specifica a 5,4 kW/l (escluse le piastre terminali). La potenza massima è così passata da 114 kW a 128 kW. Le prestazioni in condizioni di basse temperature sono state migliorate con l’avvio ora possibile a partire da -30˚C.

L’unità incorpora anche il convertitore DC-DC a celle a combustibile (FDC) e parti modulari ad alta tensione, ottenendo una riduzione del 21% delle dimensioni rispetto al sistema attuale. Il peso è stato ridotto a 25,5 kg (-2,9 kg). La tecnologia avanzata ha contribuito al risparmio di spazio, con il primo utilizzo da parte della Toyota di un materiale semiconduttore al carburo di silicio di nuova generazione nel transistor del modulo di potenza intelligente (IPM). Ciò consente di aumentare la potenza e di ridurre il consumo di energia utilizzando un minor numero di transistor, il che a sua volta permette di ridurre l’FCPC.

Batteria agli ioni di litio

La nuova Mirai è dotata di batteria agli ioni di litio ad alta tensione al posto dell’unità di nichel-metallo idruro del modello attuale. Anche se di dimensioni più piccole, è più densa di energia, offrendo una maggiore resa e prestazioni ambientali superiori. Con 84 celle, ha una tensione nominale di 310,8 Ah rispetto ai 244,8 di prima, e una capacità di 4,0 Ah, contro i 6,5 Ah. Il peso complessivo è stato ridotto da 46,9 a 44,6 kg. La potenza in uscita è migliorata da 25,5 kW x 10 secondi a 31,5 kW x 10 secondi.

Pulizia dell’aria mentre si guida

Il vantaggio ambientale della guida della Toyota Mirai va oltre le emissioni zero fino alle “emissioni negative” – l’auto pulisce efficacemente l’aria mentre si muove.

Innovazione Toyota, un filtro catalizzatore è incorporato nella presa d’aria. Mentre l’aria viene aspirata nel veicolo per alimentare la cella a combustibile, una carica elettrica sull’elemento filtrante in tessuto-non tessuto cattura particelle microscopiche di inquinanti, tra cui biossido di zolfo (SO2), ossidi di azoto (NOx) e particolato PM 2,5. Il sistema è efficace nel rimuovere dal 90 al 100% delle particelle tra 0 e 2,5 micron di diametro dall’aria mentre passa nel sistema di celle a combustibile.

 

La visione di Toyota per una futura società sostenibile basata sull’idrogeno riconosce il valore di questo elemento come una risorsa vitale e abbondante per trasportare e immagazzinare energia. Ha il potenziale per fornire mobilità a zero emissioni di carbonio, non solo nei veicoli stradali ma anche nei treni, nelle navi e negli aerei, e per generare energia per l’industria, le imprese e le case. È anche un mezzo efficiente per immagazzinare energia rinnovabile e può essere trasportata dove serve.

 

Redazione Fleetime.