Toyota Hilux projekat sa pogonom na vodonične gorivne ćelije

Revolucionarni projekat razvoja Toyote Hilux pick-upa sa vodoničnim gorivnim ćelijama prešao je u završnu fazu, signalizirajući još jednu prekretnicu u Toyotinom napretku ka budućnosti bez ugljenika.

Od predstavljanja prvog prototipa vozila u septembru 2023. godine, Toyota i njeni partneri iz konzorcijuma, uz podršku finansiranja vlade Velike Britanije, uspešno su napredovali u svom zajedničkom razvojnom projektu do faze intenzivne procene i demonstracije prototipa.

Ovaj najnoviji orijentir projekta dalje demonstrira širok obim Toyotine strategije višestrukih puteva ka neutralnosti ugljenika, primenom različitih tehnologija pogona – hibridne električne, plug-in hibridne električne, električne baterije, električne ćelije sa gorivnim ćelijama i e-goriva – kako bi se zadovoljile različite potrebe korisnika i lokalna infrastruktura.

Deset prototipova Hilux gorivih ćelija napravljeno je u TMUK-ovom objektu u Burnastonu u Derbiširu. Pet vozila je podvrgnuto rigoroznom testiranju na terenu kako bi se procenila bezbednost, performanse, funkcionalnost i izdržljivost, generišući podatke test vožnje u stvarnim situacijama. Još pet vozila učestvuje u demonstracijama kupaca i medija, uključujući i predstojeće Olimpijske i Paraolimpijske igre u Parizu 2024. Svojim angažmanom sa kupcima, Toyota postavlja temelje za uspešan budući sektor transporta vodonika.

Znanje stečeno tokom Hilux projekta će se kombinovati sa Toyotinim 30-godišnjim istraživanjem i razvojem vodoničnih gorivnih ćelija kako bi se doprinelo sledećoj generaciji tehnologije gorivnih ćelija. Ovo će ponuditi duži životni ciklus, povećani domet vožnje vozila i značajno smanjene troškove.

Toyota očekuje da Evropa bude jedno od najvećih svetskih tržišta vodoničnog goriva do 2030. godine, sa stalnim rastom u aplikacijama za mobilnost i proizvodnju energije. Kao rezultat toga, u decembru 2023. godine, Toyota Motor Europe (TME) je objavila Fabriku vodonika u Evropi, što odražava koordinisani pristup kompanije komercijalizaciji tehnologije, od razvoja i proizvodnje do prodaje i nakon prodaje.

Projekat prototipa gorivih ćelija Hilux je važan korak ka daljem razvoju tehnologije vodonika i stimuliše šire uvođenje vodoničnih eko-sistema i infrastrukture širom Evrope.

Profil vozila

Prototip vodonične gorivne ćelije Toyota Hilux pokazuje kako tehnologija gorivih ćelija može da se integriše u pikap vozilo. Zasnovan je na modelu koji ima legendarnu reputaciju za kvalitet, izdržljivost i pouzdanost, demonstrirane na najtežim terenima na svetu.

Od kada je originalni Hilux predstavljen 1968. godine, model je iznova dokazivao svoju zastrašujuću snagu, osvajajući Severni pol, islandske vulkane i Antarktički kontinent. Štaviše, ima tri pobede na reliju Dakar, što je jedan od najizazovnijih svetskih izazova u motosportu. Prototip gorivne ćelije deli Hilukov beskompromisni DNK, dok gleda ka budućnosti bez ugljenika.

Spolja, model sa gorivnim ćelijama ima iste dimenzije i robustan izgled kao najnovija Hilux generacija. Koristeći karoseriju sa ekstra kabinom, dugačak je 5.325 mm, širok 1.855 mm i visok 1.810 mm. Ali ispod površine, Toyotina tehnologija gorivih ćelija je označava kao pionir.

Snaga se isporučuje korišćenjem osnovnih elemenata iz sistema gorivih ćelija predstavljenog u Toyoti Mirai, tehnologiji koja je dokazala svoj kvalitet u skoro deceniji komercijalne proizvodnje otkako je Tojota 2015. predstavila prvu seriju sa gorivnim ćelijama na svetu.

Hilux sa gorivnim ćelijama ima očekivani domet vožnje do 373 milje/600 km – više nego što bi se moglo postići korišćenjem baterijskog električnog sistema. A zahvaljujući maloj težini vodonika, može se postići veća nosivost i sposobnost vuče, u poređenju sa drugim alternativama sa nultom emisijom.

Vodonik se skladišti u tri rezervoara za gorivo pod visokim pritiskom, od kojih svaki sadrži 2,6 kg da bi se dobio ukupan kapacitet od 7,8 kg. Rezervoari su montirani unutar šasije okvira merdevina. Polimerni elektrolit gorivih ćelija sadrži 330 ćelija i montiran je iznad prednje osovine.

Hilux sa gorivnim ćelijama ima pogon na zadnje točkove, preko e-motora na zadnjoj osovini koji isporučuje maksimalnih 134 kW i 300 Nm obrtnog momenta. Kada se vozilo vozi, gorivna ćelija ne proizvodi izduvne gasove iz izduvne cevi, već samo čistu vodu.

Litijum-jonska baterija skladišti električnu energiju koju na brodu proizvodi gorivna ćelija. Ovo se nalazi na zadnjoj tovarnoj palubi, iznad rezervoara za vodonik. Ovo izbegava gubitak prostora u kabini.

Pregled projekta

Projekat prototipa Toyote Hilux sa vodoničnim gorivnim ćelijama počeo je sa studijom izvodljivosti početkom 2022. godine i kretao se tempom ka završnoj fazi. Inicijalna studija, koju su sproveli TMUK i TME, omogućila je naknadno finansiranje od strane Vlade Ujedinjenog Kraljevstva kroz Advanced Propulsion Centre, neprofitnu organizaciju koja podržava razvoj čistijih tehnologija i novih koncepata mobilnosti.

Intenzivan program dizajna i razvoja trajao je od jula 2022. do januara 2023., uključujući i partnere iz konzorcijuma Ricardo, ETL, D2H, Advanced Technologies i Thatcham Research, uz dodatnu podršku Toyota Motor Corporation.

Proizvodnja delova, uključujući zavarivanje okvira šasije, odvijala se između februara i maja 2023. godine, pre izgradnje prototipa prema principima Toyotinog proizvodnog sistema u posebnom delu TMUK-ove fabrike u Burnastonu. Ricardo je podržao pripreme za izgradnju prototipa, obavljajući zadatke dizajna i razvoja i potvrđujući kompletan proizvodni proces paralelno sa timovima u TMUK-u.

Izgradnja je obavljena u junu i julu 2023. i prvo vozilo je završeno za samo tri nedelje. Još devet je sastavljeno između jula i decembra, uoči faze detaljne evaluacije koja je uključivala testiranje opreme za testiranje i staze.

10 prototipova su sada podvrgnuti testiranju na terenu zajedno sa aktivnostima angažovanja kupaca. Ovim će biti završena završna faza demonstracionog projekta za Hilux gorive ćelije.

Toyota istražuje različite mogućnosti za vodonik

Od početka razvoja vodoničnih gorivnih ćelija 1992. godine, Toyota je proširila svoje znanje o tehnologiji i podstakla njeno usvajanje u nizu različitih upotreba mobilnosti, sa više od 20 vodoničnih partnerstava trenutno aktivnih u Evropi.

Ovo uključuje petogodišnje probno ispitivanje sa VDL kamionima na vodonik za dekarbonizaciju Toyotinih logističkih operacija i stimulisanje daljeg razvoja održive vodonične infrastrukture širom Evrope.

Od jula 2021. godine, Toyota je kobrendirala autobuse sa gorivnim ćelijama sa svojim partnerskim proizvođačem CaetanoBus, dok francuska kompanija za čistu mobilnost GCK koristi Toyotine module gorivnih ćelija da pretvori 10 dizel autobusa u vozila sa nultom emisijom izduvnih gasova koja će se koristiti za prevoz više od 5.000 posetilaca. Tokom Olimpijskih i Paraolimpijskih igara u Parizu 2024.

Partnerstvo sa Corvus-om u Norveškoj proizvelo je jedan od najsigurnijih i najnaprednijih brodskih sistema gorivnih ćelija koji su do sada bili dostupni. Štaviše, Toyota je blisko sarađivala sa Energy Observer-om na stvaranju prvog čamca sa nultom emisijom na vodonik koji je samodovoljan energijom.

Toyotine gorivne ćelije se takođe koriste za druge aplikacije osim mobilnosti/transporta, kao što su modularne gorivne ćelije koje čine osnovu GEH2 generatora koje proizvodi Toyotin partner EODev. U maju 2021. ovi generatori su korišćeni za osvetljenje Ajfelove kule održivim zelenim svetlom.

Toyotin razvoj vodoničnih gorivnih ćelija

Toyota gradi na svom velikom tehnološkom iskustvu kako bi razvila svoju sledeću generaciju gorivih ćelija, za koje se očekuje da će obezbediti vodeće performanse u industriji sa dužim životnim ciklusom i smanjenim troškovima.

Kompanija je nastavila da usavršava tehnologiju više od 30 godina. 2015. godine, Mirai je lansiran, opremljen Toyotinim gorivnim ćelijama prve generacije. Pet godina kasnije, novi Mirai je predstavio tehnologiju druge generacije, koja je povećala domet vožnje automobila za 30 procenata, na oko 400 milja/650 km.

Da bi proširila potencijal vodonika izvan automobila, Toyota je prepakovala svoje gorivne ćelije u modularni format. Glavne komponente – snop gorivih ćelija i delovi koji upravljaju dovodom vazduha, vodonikom, hlađenjem i kontrolom snage – integrisani su u kompaktnu jedinicu koja se lako može prilagoditi za različite proizvode i aplikacije. Moduli su dostupni u obliku kutije ili ravnog, pravougaonog formata, dajući veću fleksibilnost i lakše usvajanje za nove aplikacije.

Ovi moduli se sklapaju u TME-ovom centru za istraživanje i razvoj u Belgiji. Ovde se nalazi montažna linija koja kombinuje napredne tehnologije sa visokokvalitetnim procesima montaže. Fabrika vodonika Evropa će povećati proizvodnju sistema gorivnih ćelija i ima bliske veze sa drugim Toyotinim operacijama vodonika kako bi postigla globalni doseg i uslugu.

Nova tehnologija gorivih ćelija treće generacije je trenutno u razvoju. Ovo je ključni element Toyotinog plana za proširenje upotrebe vodonika, a prodaja bi trebalo da počne 2026-27. Ove jedinice će imati veću gustinu snage i omogućiti očekivano povećanje dometa vozila za 20 odsto. Tehnički napredak i povećan obim proizvodnje mogli bi pomoći da se troškovi smanje za više od trećine.

Dalja istraživanja procenjuju potencijal skalabilnih naslaga gorivnih ćelija sa različitim izlaznim snagama i dizajn rezervoara za gorivo složenih oblika, kompatibilnih sa vozilima različitih veličina.

Prototip Toyote Hilux vodonične ćelije – privremene tehničke specifikacije

GORIVNA ĆELIJA 
Tip gorivne ćelijePolimerni elektrolit
Broj ćelija330
Izlazna snaga gorivne ćelije (kW/bhp/DIN hp)128/172/174
MOTOR 
Tip motoraStalni magnet, sinhroni
Izlazna snaga motora (kW/bhp/DIN hp)134/180/182
Maks. obrtni moment (Nm)300
BATERIJA 
Tip baterijeLitijum-jonska
Broj ćelija84
Kapacitet (Ah)4.0
REZERVOARI ZA GORIVO 
Broj rezervoara3
Ukupan kapacitet (kg)7.8(3×2,6)
VEŠANJE I UPRAVLJANJE 
Prednje vešanjeDvostruka prečka
Zadnje vešanjede Dion
UpravljanjeElektrični servo upravljač
SPOLJNE DIMENZIJE 
Ukupna dužina (mm)5,325
Ukupna širina – ekc. ogledala (mm)1,855
Ukupna visina (mm)1,810
Međuosovinsko rastojanje3,085

izvor&foto: fleet.ie

Pročitajte i...