في المستقبل القريب ، ستقدم شركة صناعة السيارات اليابانية تويوتا الجيل الثاني من السيارة بمحطة توليد الطاقة الهيدروجينية Toyota Mirai 2022. وتجمع وحدة TFCS (نظام خلايا وقود تويوتا) الحاصلة على براءة اختراع بسعة 114 كيلوواط بين المزايا الرئيسية لخلايا وقود الهيدروجين ومنصة محرك هجينة.
ستكون الحداثة المتوقعة أقوى وأكثر استقلالية وفي نفس الوقت أرخص ، حيث تراقب الشركة اتجاه السيارات الأرخص التي تعمل على مصادر الطاقة البديلة.
رؤية تويوتا للسيارات الهيدروجينية
في فهم مهندسي Toyota ، يكمن مستقبل صناعة السيارات في وقود الهيدروجين. يُنظر إلى الهيدروجين على أنه مصدر طاقة نظيف وفعال وبأسعار معقولة يتيح التنقل بأقل قدر من انبعاثات الكربون في السيارات والقطارات والسفن والمركبات الأخرى. أيضًا ، يعد الهيدروجين مصدرًا للطاقة المتجددة ويسهل نقله.
بدأ العمل الأول لشركة Toyota على تطوير سيارة كهربائية على خلايا وقود الهيدروجين في عام 1992 ، وفي عام 2014 فقط أعلنت الشركة بنجاح عن إطلاق سيارة السيدان الفاخرة ميراي. تم تحقيق هذا الإنجاز الرائد من خلال سنوات عديدة من الخبرة لموظفي الشركة اليابانية في مجال التكنولوجيا الهجينة - وهو الاتجاه المطلوب لمجموعة واسعة من المركبات المكهربة.
تم تكييف المفهوم الأساسي لمجموعة نقل الحركة الهجينة تمامًا مع إنتاج المركبات الهجينة المزودة بقابس ، والموديلات الكهربائية بالكامل والإصدارات المزودة بخلايا وقود الهيدروجين.
كل إصدار منصة له سمات مميزة وخصائص خاصة تجعله متوافقًا مع أنواع مختلفة من محطات توليد الطاقة.
تعمل الشركة حاليًا بجد لإطلاق الجيل القادم من تويوتا ميراي لعام 2022. تستخدم الجدة نسخة محسّنة من مفهوم FCEV ، والتي تأخذ سيارات الهيدروجين إلى المستوى التالي وتوفر نطاقًا متزايدًا وديناميكية وجاذبية عاطفية من حيث الأسلوب وأداء القيادة.
يعمل نظام خلايا الوقود المعاد تصميمه ، والمعدات الذكية على متن الطائرة والكفاءة الديناميكية الهوائية على زيادة الاستقلالية حتى 650 كم دون الإضرار بالبيئة.
تغييرات التصميم والتخطيط
عند تطوير الإصدار الجديد من Toyota Mirai 2022 ، التزم مصممو Toyota بإجراء تحسينات شاملة لتعزيز جاذبية السيارة للمستهلكين وجعل السيارة أكثر قابلية للإدارة.
بالمقارنة مع سابقتها ، زادت أبعاد النموذج بشكل طفيف. الآن هم يشكلون:
- الطول - 4975 مم (إضافة 85 مم) ؛
- العرض - 1885 مم ؛
- قاعدة العجلات - 2920 مم (+140 مم).
تضفي الإطارات التي تم تكبيرها إلى 20 بوصة سحر وأناقة خاصة للسيارة. كما أنها تعطي انطباعًا بوجود مركز ثقل منخفض.
لفترة طويلة ، لم تكشف شركة صناعة السيارات اليابانية بشكل خاص عن الخصائص التقنية للحداثة القادمة. في الوقت نفسه ، قال مطلعون ومصادر رسمية إن تويوتا ميراي 2022 الجديدة ستستخدم تصميمًا معاد تصميمه قليلاً لوحدة الطاقة وخلايا الوقود.
يقع المحرك في الجزء الخلفي من السيارة ، والبطاريات ليست موجودة في المكان الذي كانت فيه في الجيل السابق (في منتصف السيارة بين مقعد الراكب والسائق). هذا إجراء مبرر سمح للمصنعين بتوسيع نطاق النموذج وتحسين المناولة.
يفسر هذا المفهوم المنطقي لسيارة الإنتاج: تعمل بطارية خلية الوقود في المقدمة على "قيادة" السيارة على الطريق ، لذلك قرر المهندسون تثبيتها في الخلف.
تحديد
تم تصميم الحداثة على أساس منصة GA-L ، والتي توفر تغييرًا في ترتيب خلايا الوقود ووحدات النقل من أجل الاستخدام الأكثر كفاءة للمساحة. والنتيجة هي كابينة أكثر اتساعًا وتوازنًا محسّنًا للشاسيه.
تم التركيز بشكل خاص على النطاق. تساهم القوة المتزايدة وخزان الهيدروجين الأكبر والديناميكا الهوائية المحسنة وكفاءة الوقود في مدى يصل إلى 650 كم.
السيارة مزودة بـ 3 خزانات وقود هيدروجين عالية الضغط ، مما زاد من الاستقلالية بنسبة 30٪.
الدبابات لها تصميم على شكل حرف T. يقع القسم الأطول طوليًا ومركزيا تحت أرضية السيارة. توجد مقصورة أسفل المقاعد الخلفية وصندوق الأمتعة للخزانين الأصغر. تبلغ السعة الإجمالية لهذه الخزانات 5.6 كجم من الهيدروجين (كان حجم السلف 4.6 كجم من وقود الهيدروجين).
أتاح التكوين المدروس جيدًا والترتيب المعاد تصميمه لعناصر نظام الوقود مركزًا أقل للجاذبية والحفاظ على مساحة الشحن. تسمح المنصة الجديدة أيضًا بنقل خلية الوقود المبتكرة من موقعها الحالي إلى المقصورة الأمامية ، بينما يمكن وضع البطارية عالية الجهد والمحرك الكهربائي أسفل المحور الخلفي.
وفقًا لما ذكرته الشركة المصنعة ، تم تحسين تخطيط نظام الدفع لتوفير توزيع الوزن بنسبة 50:50 بين مقدمة السيارة ومؤخرتها.
تتميز خزانات الهيدروجين بتصميم متعدد الطبقات أكثر قوة وتتميز بوزن أقل (يمثل الهيدروجين 6٪ من الوزن الإجمالي للوقود والخزانات).
ملامح خلايا الوقود تويوتا ميراي 2022
تم تكييف محول البطارية والطاقة الجديد من تويوتا (FCPC) مع منصة GA-L. قام المصممون بدمج جميع عناصر نظام الوقود في مكان واحد (بما في ذلك مضخات المياه والمبرد الداخلي ومكيف الهواء ومضخة إعادة تدوير الهيدروجين والوحدات الأخرى) ، مما قلل من وزنها وأبعادها ، ولكن تحسين الأداء.
تم تقليل غلاف البطارية باستخدام تقنية اللحام بالاحتكاك. أدى هذا إلى تضييق الفجوة بين الجسم وخلية الوقود.
تستخدم بطارية خلايا الوقود بوليمرًا صلبًا (كما هو الحال في الجيل الحالي من Mirai) ، في حين أنها أصغر وتحتوي على 330 خلية (كان لدى السلف 370 خلية). في الوقت نفسه ، تظهر السيارة رقماً قياسياً جديداً لقوة محددة (5.4 كيلو واط / لتر. وتصل الطاقة القصوى إلى 128 كيلو واط (مقابل 114 كيلو واط في الإصدار الحالي).
تحسن أداء المحرك بشكل كبير. الآن تحتفظ بخصائصها المعلنة حتى في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -30 درجة مئوية.
أدى تركيز وصلات النظام أسفل الهيكل إلى تقليل عدد المكونات ، لذلك يكون له أيضًا تأثير إيجابي على الوزن والارتفاع.
إن التركيز على التكنولوجيا المتقدمة وتحديث كل التفاصيل سمح لمهندسي Toyota بتقليل وزن نظام الوقود بنسبة 50٪ وزيادة الطاقة بنسبة 12. تتضمن قائمة الترقيات مشعبات الإزاحة وتقليل وزن الخلية وحجمها وتحسين شكل فاصل الغاز ، وكذلك استخدام مواد مبتكرة في الأقطاب الكهربائية. ...
تحتوي السيارة أيضًا على محول FDC DC / DC وأجزاء معيارية عالية الجهد. في الوقت نفسه ، انخفض وزنهم بمقدار 2.9 كجم إلى 5.5 كجم.
لقد وفرت الحلول التكنولوجية المبتكرة مساحة كبيرة. لأول مرة ، تخلت تويوتا عن المواد الموصلة لصالح عناصر أشباه الموصلات المصنوعة من كربيد السيليكون في الترانزستورات.
تم تطبيق نهج مماثل لتقليل الحجم والوزن على عناصر أخرى من نظام الوقود. تم تكييف مدخل الهواء لفقد الضغط المنخفض ومجهز بغشاء ممتص للصوت ، مما يقلل من الضوضاء في مقصورة الركاب.يتكون العادم من أنبوب الراتنج وهو مصمم للسماح بدخول أكبر قدر ممكن من الهواء والماء. أيضًا ، يرجع مستوى الضوضاء المنخفض في المقصورة إلى كاتم الصوت الأكثر قوة.
بطارية ليثيوم أيون
تستخدم سيارة تويوتا ميراي 2022 الجديدة بطارية ليثيوم أيون عالية الجهد بدلاً من وحدة هيدريد من معدن النيكل. وعلى الرغم من أنها أصغر حجمًا ، إلا أن استهلاكها للطاقة وأدائها أعلى بكثير. يتميز مصدر الطاقة أيضًا بمعاييره البيئية المحسنة.
تحتوي البطارية على 84 خلية بجهد اسمي 310.8 فولت (مقارنة بـ 244.8 فولت) وسعة 4.0 أمبير. تم تخفيض الوزن الإجمالي من 46.9 كجم إلى 44.6 كجم. جعلت الأبعاد المخفضة للبطارية من الممكن تثبيتها خلف الصف الخلفي من المقاعد حتى لا تشغل مساحة في مقصورة الشحن. كما تم تصميم تقنية جديدة لتبريد الهواء مع مآخذ هواء غير واضحة على جانبي الصف الثاني من المقاعد.
ديناميكية
توفر منصة GA-L ، المصممة خصيصًا لتويوتا ميراي 2022 ، المزايا التالية:
- مركز الثقل السفلي
- تحسين الأداء بالقصور الذاتي.
- زيادة صلابة الجسم ، مما يحسن الهامش الديناميكي.
من خلال إزاحة البطارية من أسفل الأرضية إلى المقصورة الأمامية ووضع البطارية والمحرك في الخلف ، حقق المهندسون توازنًا للوزن بنسبة 50:50 في الأمام والخلف لتحسين الأداء الديناميكي.
تستخدم المنصة الجديدة عناصر تعليق متعددة الوصلات بدلاً من دعامات MacPherson (كما في الإصدار السابق). يعمل هذا التكوين على تحسين الثبات والتعامل والراحة أثناء القيادة. يتكون التعليق من قضبان مقاومة للالتفاف أكثر متانة.
استنتاج
إلى جانب عرض Toyota Mirai 2022 ، تخطط Toyota للحصول بثقة على موطئ قدم في سوق سيارات الهيدروجين وزيادة أرقام مبيعاتها بمقدار 10 أضعاف. سيتم دعم هذا النمو من خلال أداء النموذج المحسن وخفض السعر بنسبة 20 ٪.
|| قائمة |
- رؤية تويوتا للسيارات الهيدروجينية
- تغييرات التصميم والتخطيط
- تحديد
- ملامح خلايا الوقود تويوتا ميراي 2022
- بطارية ليثيوم أيون
- ديناميكية
تويوتا
