Mirai Futómű és üzemanyagcella
Mint arról korábban már beszámoltunk, lerakta a magyarországi hidrogén alapú társadalom alapjait a Mirai hazai bemutatása.
Az új platform bevezetésével a Mirai alapjaiban átalakult: a korábbi négyüléses, elsőkerékhajtású felépítés helyét ötüléses kialakítás és hátsókerékhajtás vette át. Az új Mirai 85 mm-rel hosszabb, és 70 mm-rel szélesebb a korábbinál, tengelytávja pedig 140 mm-t nyúlt, miközben a magassága 65 mm-rel lecsökkent. A nyomtáv elöl 75, hátul 60 mm-rel lett szélesebb. A GA-L platform használatával lehetővé vált, hogy az üzemanyagcella-köteget és a hajtáslánc elemeit hatékonyabb helykihasználással rendezzék át. Ennek eredményeképpen az utastér tágasabb, a tömegeloszlás pedig kiegyensúlyozottabb lett. A legfontosabb mégis az, hogy ez az elrendezés lehetővé tette három nagy nyomású hidrogéntank beépítését; ezáltal növekedett az üzemanyagtartályok térfogata, és 30 százalékkal nagyobb lett a hatótávolság is. A tartályokat T alakban rendezték el, a leghosszabb a jármű padlózata alatt hosszirányban kapott helyet, a két kisebb pedig keresztben, a hátsó ülések és a csomagtartó alatt. Együttesen 5,6 kg hidrogén tárolására alkalmasak, míg az előző Mirai két tankjába 4,6 kg fért. A tartályok elhelyezése hozzájárul az autó alacsony tömegközéppontjához. Az új felépítés révén a vadonatúj hidrogén üzemanyagcellát a padló alól az autó első részébe (ami a hagyományos motortérnek felel meg) lehetett áthelyezni. A kompakt, nagyfeszültségű akkumulátor és az elektromotor a hátsó tengely felett kapott helyet. A hajtáslánc elrendezését úgy optimalizálták a Toyota mérnökei, hogy az új Mirai tömegeloszlása elöl/hátul 50:50 legyen. A tartályok erős, több rétegű szerkezetűek, és tömegüket tekintve nagyon hatékonyak: a hidrogén 6 százalékot teszi ki az üzemanyag és a tartályok kombinált tömegéből.
Új üzemanyagcella-köteg
A Toyota új üzemanyagcella-kötegét és az üzemanyagcella teljesítményátalakítóját (FCPC) kifejezetten a GA-L platformhoz tervezték. A mérnököknek sikerült minden elemet (a vízpumpákat, a közteshűtőt, a légkondicionálót, a levegőkompresszorokat és a hidrogénkeringtető szivattyúkat) a cellaköteg házába beépíteni. Ezt az tette lehetővé, hogy minden egység kisebb és könnyebb lett, miközben teljesítménye növekedett. A cellaköteg háza is kisebb, mivel elemeit dörzshegesztéssel erősítették össze, így a ház és az üzemanyagcella között kisebb rést lehetett hagyni. Az üzemanyagcella-köteg az első ülések alól az autó orrába költözött, így a jármű első-hátsó tömegeloszlása éppen optimális, 50:50 százalékos. Akárcsak az előző Mirainál, úgy itt is szilárd polimert használtak az üzemanyagcella köteghez, aminek a mérete kisebb, és 370 helyett csak 330 cellát tartalmaz, sőt a tömege is csökkent (56 helyett 52 kg). Ennek ellenére energiasűrűség szempontjából rekordértéket produkál, ami 5,4 kW/l (4,4 kW/l a szélső lemezek nélkül). A legnagyobb teljesítmény 155 LE/114 kW-ról 174 LE/128 kW-ra növekedett. Hideg időben is javult az üzemanyagcella teljesítőképessége, a hidegindítás már akár -30˚C hőmérsékleten is lehetséges. Mivel a rendszer kapcsolódó elemei mind a házon belül helyezkednek el, kevesebb összetevőre volt szükség, ami újra csak hely- és tömegcsökkenéssel járt. A részegység átfogó tökéletesítésének eredményeképpen 42 százalékos tömegcsökkentést és 12 százalékos teljesítménynövekedést sikerült elérni. További megfontolásoknak köszönhetően a mérnökök áthelyezték a levegő szívócsonkot, csökkentették a cella tömegét és méretét, optimalizálták a gázcsatorna szeparátor alakját és innovatív anyagokat használtak az elektródáknál. Az egység részei az üzemanyagcella DC-DC átalakítója (FDC), valamint moduláris nagyfeszültségű elemek, mivel ezeknek is 21 százalékkal csökkent a mérete az előző rendszerhez képest. A tömeg 2,9 kilogrammal 25,5 kilogrammra csökkent. A méretcsökkentéshez fejlett technológiát használtak, így a Toyota először alkalmazott új generációs szilikon-karbid félvezető anyagot az intelligens IPM tranzisztorokban. Ez nagyobb teljesítményt és kisebb áramfogyasztást eredményez, ráadásul így kevesebb tranzisztorra van szükség, aminek köszönhetően kisebb lehet az FCPC. Ugyanez a méret- és tömegcsökkentő szemlélet jellemzi az üzemanyagcella-köteg más részeit is. A szívócsonkot kis veszteségre tervezték, és zajcsökkentő anyagot tartalmaz, így az utastérben nem hallható a zaja. A kipufogó műgyanta csöve nagy mennyiségű levegő és víz kibocsátására alkalmas. Az utastér csendjéhez a nagy méretű zajcsillapító dob járul hozzá. A teljes rendszer közel 30 százalékkal kisebb, mint az előző Miraié, és több mint egyharmaddal (34,4%) könnyebb.
Lítiumion akkumulátor
Az új Mirai az előző modell nikkel-metál hidrid akkumulátorával szemben nagyfeszültségű lítiumion akkumulátort használ. Habár ennek kisebb a mérete, az energiasűrűsége és kapacitása nagyobb, ráadásul elsőrangú környezetvédelmi teljesítményt nyújt. 84 cellát tartalmaz, névleges feszültsége 310,8, kapacitása 6,5 Ah (előzőleg 244,8 és 4,0 Ah). A teljes tömeg 46,9-ről 44,6 kilogrammra csökkent. A teljesítmény 25,5 kW x 10 másodpercről 31,5 kW x 10 másodpercre nőtt. A kisebb méretnek köszönhetően az akkumulátort a hátsó ülések mögé tudták beépíteni úgy, hogy nem nyúlik bele a csomagtérbe. A hűtőlevegő-bevezetés útját optimalizálták, a diszkrét belépőnyílások a hátsó üléssor két oldalán kaptak helyet.
Meggyőző menetteljesítmény
Az új GA-L platform a korábbinál szilárdabb alapot ad a karosszériának és a futóműnek, s ez a menettulajdonságokra is jótékonyan hat. A cellaköteget kiszolgáló hajtáslánci akkumulátor áthelyezésével, és a villanymotorok, valamint a hidrogéntartályok hátsó beépítésével az új Mirai első-hátsó tömegeloszlása éppen 50:50 százalékos, azaz ideális. Az új, többlengőkaros felfüggesztés mellett meggyőző a 182 lóerős teljesítmény is amelyhez jobb gyorsulás, nagyobb rugalmasság, alacsonyabb fogyasztás, és ebből adódóan hosszabb hatótávolság, az új új GA-L padlólemeznek köszönhetően pedig Jobb kezelhetőség és stabilabb viselkedés társul. Azáltal, hogy az új Miraihoz a GA-L platformot használták fel, az autó vezethetősége sok szempontból élvezetesebb lett, mivel alacsonyabbra került a tömegközéppont, javult a tehetetlenségi karakterisztika, és lényegesen merevebb lett karosszéria. Mindezek érezhetően javítja a Mirai dinamikus menetteljesítményét. Mivel az üzemanyagcella-köteget a padló alól a kocsi elejébe helyezték át, az akkumulátort és az elektromotort pedig hátra, sikerült 50:50 arányú első/hátsó tömegeloszlást elérni. Ezzel a megoldással az elsőkerékhajtású autókhoz hasonló karakterisztikájú menetstabilitást sikerült létrehozni. A karosszéria stabilitását stratégiai helyeken alkalmazott megtámasztásokkal és merevítésekkel, valamint a ragasztóanyagok és nagy szilárdságú acélelemek szélesebb körű alkalmazásával fokozták. A karosszéria első részét új kereszttartó teszi merevebbé, az első rugótornyok anyaga pedig öntött alumínium. A torpedólemez megerősítésével jelentősen javult a torziós merevség, a tűzfalat és a műszerfal rögzítéseit merevítő keret teszi erősebbé. Kiegészítő merevítések erősítik a padlót, és az egyes merevítő elemek csatlakozásainak peremei is erősebbek lettek. A hátsókerékhajtásból adódóan a teljes hátsó váznyúlvány új konstrukció, a hátsó rugótornyokkal együtt. A több strukturális ragasztóanyag alkalmazása és a lézerhegesztés nagyarányú használata a karosszéria merevségének növelésével együtt a kezelhetőséget és annak pontosságát is javítja.
Folyt. köv.!
