Toyota FCV-R Concept
Toyota je přesvědčena, že pokud jde o vývoj budoucích pohonných systémů zajišťujících udržitelnou mobilitu, jedno univerzální řešení rozhodně nevyhovuje všem požadavkům.
Různé potřeby a řešení pohonu nejsou určovány pouze velikostí vozidla a délkou cesty, ale také regionálními rozdíly v dostupnosti energie, infrastruktuře a předpisech.
Až hybridní, plug-in hybridní, elektrická a palivočlánková vozidla nahradí většinu dnešních konvenčních automobilů, budou elektrická vozidla využívána pro cesty na krátké vzdálenosti a palivočlánková vozidla pro cesty na střední až dlouhé vzdálenosti.
Technologie Toyota Hybrid Synergy Drive®, posilující environmentální vedoucí postavení společnosti na cestě k udržitelné mobilitě, byla speciálně navržena tak, aby byla „odolná vůči budoucnosti", a snadno se přizpůsobuje použití v plug-in hybridních vozidlech (PHEV), elektrických vozidlech (EV) a palivočlánkových vozidlech (FCV).
Toyota se domnívá, že řešení problémů s energií a emisemi, které nabízí palivočlánkové vozidlo (FCV), z něj činí dosud nejbližší technologii konečnému eko-automobilu, s vodíkem jako ideálním, ultračistým zdrojem energie.
Palivočlánková struktura, která vyrábí elektřinu prostřednictvím chemické reakce mezi vodíkem (uloženým ve vozidle) a kyslíkem (ze vzduchu), se skládá z elektrod a polyelektrolytových membrán vložených mezi separátory. Když se na sebe naskládají stovky takových článků, vznikne palivočlánkový „stack", známý jako FC stack.
Palivový článek, který nevytváří žádný CO2, NOx ani pevné částice (PM) a jeho jedinou emisí je vodní pára, vykazuje vynikající energetickou účinnost. Teoreticky dokáže přeměnit až 83 % energie vodíku na elektrickou energii. To je zhruba dvojnásobek účinnosti, jíž dosahují benzinové a naftové motory současné generace.
Extrémní účinnost vodíkového palivočlánkového pohonu nejen šetří energii a snižuje náklady, ale také přináší jedinečně tichý a hladký zážitek z jízdy s naprostým minimem hluku, vibrací a tvrdosti, přičemž zajišťuje dlouhý dojezd a proces tankování stejně rychlý jako u konvenčně poháněných vozidel.
Klíčová výzva: vodíková infrastruktura
Vodík, nabízející budoucí globální energetickou bezpečnost, lze vyrábět ze široké škály surovin, od ropy a zemního plynu po biomasu. Lze jej rovněž získat elektrolýzou vody. Provádění elektrolýzy s využitím elektřiny vyrobené z přírodních zdrojů energie, jako je solární, větrná nebo vodní energie, umožňuje výrobu vodíku bez odpovídajícího vzniku významných emisí CO2.
Hladký přechod na vodíkovou společnost však bude významným úkolem. Dosažení shody na tom, z čeho vodík vyrábět, jak jej dodávat a jak zavést tankovací infrastrukturu, závisí na společném úsilí všech sektorů společnosti, včetně vlád.
Za tímto účelem – a v očekávání bezprostřední komercializace řady FCV – podepsala Toyota spolu s dalšími výrobci v září 2009 Memorandum o porozumění (Letter of Understanding), které vyzývalo ropné a energetické společnosti a vládní organizace ke spolupráci na vytvoření dostatečně husté sítě vodíkové infrastruktury v Evropě, Japonsku, Koreji a Spojených státech v roce 2015.
V Evropě již vodíková infrastruktura začala vznikat. Je dostatečně hustá na to, aby Toyota mohla provádět silniční testy a budovat profil vodíkových palivových článků jako životaschopného pohonu.
Dvacetiletá historie vývoje palivových článků u Toyoty
Toyota začala pracovat na FCV v roce 1992, kdy vyvíjela vlastní vodíkové palivové články a vysokotlaké zásobníky pro skladování vodíku ve vlastní režii. Společnost aplikuje vlastní technologii Hybrid Synergy Drive® na vývoj FCV, kdy nahrazuje benzinové motory palivovými články a benzinové palivové nádrže vysokotlakými vodíkovými nádržemi. Toyota FC stack je výkonnostním lídrem v technologii palivových článků.
Toyota předvedla své první palivočlánkové elektrické vozidlo (FCEV) v roce 1996. Každý rok od té doby společnost zdokonalovala technologii palivových článků a rozšiřovala její možnosti, aby zvýšila výkon, dojezd a komerční životaschopnost.
V roce 2002 Toyota vyvinula světově první palivočlánkové hybridní vozidlo pro omezený leasing a první autobus s palivovými články certifikovaný japonskou vládou. V uplynulém desetiletí společnost pokračovala ve vývoji domácích palivových článků, uvedla na silnice autobusy s palivovými články a v roce 2008 představila FCHV-adv.
Toyota FCHV-adv nabídla 25% zlepšení palivové účinnosti a díky použití 70MPa vysokotlakých vodíkových zásobníků vyvinutých Toyotou měla na jedno natankování dojezd přibližně 830 km – více než dvojnásobek oproti svému předchůdci. Toyota FCHV-adv navíc dokázala fungovat při –30 °C, čímž výrazně zlepšila své vlastnosti v chladném počasí.
Výzvy vývoje a testování technologie palivových článků
Toyota již překonává některé historické překážky bránící vytvoření prodejných palivočlánkových vozidel. Patří sem přibližování se cíli nabídnout dojezd srovnatelný s konvenčními pohony a výkon při teplotách až do –35 °C.
Po dalším doladění a technologickém vývoji Toyota do roku 2015 uvede v Japonsku, USA a Evropě cenově dostupný sedan typu FCV, který se výkonem vyrovná konvenčnímu vozidlu se spalovacím motorem.
Toyota se navíc připravuje na to, aby byla schopna dodávat ve 20. letech 21. století desítky tisíc vozidel ročně, kdy se očekává, že FCV dosáhnou plné, masové komercializace. Tento růst trhu bude podpořen dalším rozšiřováním technologie FCV, zvýšenou dostupností vodíkových plnicích stanic a snižováním nákladů, které doprovází vyzrávající technologii.
Toyota FCV-R Concept – futuristický styling a pokročilý infotainment
Díky fúzi pokročilých technologií, chytrého myšlení a inteligentního uspořádání kombinuje Toyota FCV-R průlomovou inovaci s ergonomickou praktičností a futuristickým stylingem.
Přední a zadní styling, který začleňuje designové prvky Under Priority a Keen Look z nejnovějšího rodinného designu Toyoty, využívá motiv „W", symbolizující chladicí systém palivových článků. To vytváří elegantní, aerodynamicky účinnou siluetu kabiny a jedinečnou přítomnost na silnici.
V čistém, ostře detailně propracovaném interiéru jsou sedadla „oděna" do roucha v duchu tradičního japonského kostýmu. Dvouobrazovkové vyvinutí systému Toyota Touch Life – nedávno uvedeného na Toyota iQ – umístěné na středové konzole poskytuje snadný přístup k hlavním ovládacím prvkům infotainmentu.
Spodní dotyková obrazovka s ikonami je navržena k ovládání navigace, audia a klimatizace. Horní obrazovka, umístěná v zorném poli řidiče tak, aby se minimalizovala doba rozptýlení, zobrazuje nejrelevantnější informace pro řidiče, včetně navigační mapy a navádění ve 3D.
Systém byl navržen pro snadné propojení s chytrým telefonem, kdy jak replikuje telefonní aplikace na displeji vozidla, tak přenáší informace o vozidle do telefonu.
Mnoho z chytrého myšlení za Toyotou FCV-R lze spatřit v uspořádání interiéru. Vozidlo měří pouhých 4 745 mm na délku, 1 510 mm na výšku a 1 790 mm na šířku. Palivočlánkový stack je menší než u předchozích FCV a sedí pod sedadly spolu s dvojicí vodíkových nádrží.
Kombinovaný objem vodíkových nádrží vybavuje Toyotu FCV-R dojezdem přibližně 700 km, přičemž nevytváří žádný CO2, NOx ani pevné částice (PM) a jeho jedinou emisí je vodní pára. Dvojice vodíkových nádrží a FC stack jsou umístěny pod podlahou vozidla, čímž maximalizují prostor pro cestující i zavazadla a vytvářejí naprosto praktický rodinný sedan.
