DIT IS DE TOTAAL NIEUWE TOYOTA MIRAI

• Tweede generatie van Toyota’s revolutionaire elektrische sedan met waterstofcel en nul-uitstoot
• Nieuwe Mirai gebouwd op Toyota’s modulair GA-L-platform, voor verbeterde systeemvormgeving en ruimere cabine met vijf zitplaatsen
• Nieuw platform laat toevoeging toe van extra (derde) waterstoftank, waardoor het rijbereik met 30% stijgt tot ongeveer 650 km
• Klemtoon op meer emotionele aantrekkingskracht door design en rijkwaliteit, naast eco-prestaties van de Mirai
• Volledig herwerkt brandstofcelsysteem, met belangrijke reductie in gewicht en afmetingen van alle hoofdcomponenten
• Volledig herziene elektrische aandrijflijn met brandstofcel op het GA-L-voertuigplatform geeft een ideale 50:50 chassisbalans
• Toyota verwacht een 10-voudige toename van de wereldwijde Mirai-verkoopcijfers
• Er is al een Toyota Mirai vanaf 64.470€

 

Toyota’s visie voor een toekomstige maatschappij gebaseerd op duurzame waterstof bevestigt de waarde van waterstof als een levensvatbaar en overvloedig beschikbaar middel om energie te transporteren en op te slaan. Hiermee kan mobiliteit zonder koolstofuitstoot worden gerealiseerd, niet alleen in wegvoertuigen, maar ook in treinen, schepen en vliegtuigen, en kan elektriciteit worden gegenereerd voor industrie, bedrijven en woningen. Dit is ook een efficiënt middel om hernieuwbare energie op te slaan en het kan worden getransporteerd naar waar het nodig is.

Toyota begon in 1992 met de ontwikkeling van een elektrisch voertuig op basis van een waterstofcel. De Mirai-sedan werd in 2014 met succes op de wereldmarkten geïntroduceerd. Deze doorbraak was gebaseerd op de toonaangevende ervaring van het bedrijf met hybride technologie, de kerntechnologie voor een groot aantal verschillende aandrijflijnen voor geëlektrificeerde voertuigen.

Het basisconcept van hybride vermogen werd met succes toegepast om voertuigen van het type Hybrid Electric (HEV), Plug-in Hybrid Electric (PHEV), Battery Electric (BEV) en – vanaf de Mirai – Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV) te produceren. Elke variant heeft kwaliteiten afgestemd op verschillende mobiliteitseisen: bijvoorbeeld BEV’s voor korte pendelafstanden en rijden in de stad; HEV’s en PHEV’s voor algemeen personenvervoer over langere afstanden; en FCEV’s voor grotere en zwaardere personenwagens, zware voertuigen en openbaar vervoer.

Nu wordt een nieuwe Mirai-generatie gelanceerd, een wagen die de FCEV-technologie op een hoger niveau brengt en de klant meer emotionele aantrekkingskracht biedt op het vlak van dynamiek, eigentijdse stijlgeving en betere rijprestaties. Een tot in de details herwerkt brandstofcelsysteem, een intelligente vormgeving en aerodynamische efficiëntie helpen om het rijbereik tot ongeveer 650 km uit te breiden, zonder enige andere uitstoot dan zuiver water.

 

Verbeteringen in prestaties en ontwerp

Bij de ontwikkeling van de nieuwe Mirai wou Toyota allround-verbeteringen aanbieden om de aantrekkingskracht voor de klant te verhogen, zowel wat betreft de prestaties, de looks als de manier waarop rijdt.

Een belangrijke prioriteit daarbij was het verbeteren van het rijbereik in vergelijking met het model van de eerste generatie, en verder te gaan dan de afstanden die normaal door batterij-aangedreven elektrische voertuigen worden gehaald. Meer vermogen en meer waterstofcapaciteit, een verbeterd rendement en een betere aerodynamiek dragen allemaal bij aan een uitbreiding van het rijbereik met 30% tot ongeveer 650 km. Daardoor is de nieuwe Mirai echt geschikt om lange afstanden af te leggen.

De vormgeving werd ook significant verbeterd bij de nieuwe Mirai, want hij is gebouwd op het modulaire GA-L-platform van Toyota. Door een efficiëntere en goed gebalanceerde opstelling van de nieuwe FCEV-aandrijflijn – waarbij met name de brandstofcel werd verplaatst van onder de cabine naar het frontcompartiment – kon een ruimer interieur met vijf zitplaatsen worden gecreëerd, met meer beenruimte voor de passagiers achteraan.

De nieuwe Mirai heeft ook meer aantrekkelijke verhoudingen: de totale hoogte werd met 65 mm verminderd naar 1.470 mm en de wielbasis werd met 140 mm vergroot (2.920 mm). De overhang achteraan werd met 85 mm verlengd, de totale lengte van de wagen is nu 4.975 mm. Een toename van de spoorbreedte met 75 mm en het gebruik van grotere, 19- en 20-inch velgen accentueren het lagere en meer dynamische postuur en de visuele indruk van het lagere zwaartepunt van de nieuwe Mirai.

 

Meer emotionele aantrekkingskracht voor de klant

Een van de belangrijke doelstellingen voor de nieuwe Mirai was een grotere emotionele aantrekkingskracht, dus een wagen die mensen aantrekkelijk vinden door zijn uitzicht, de manier waarop hij rijdt en zijn eco-prestaties. Dit werd mogelijk gemaakt door het nieuwe GA-L-platform en de vooruitgang die Toyota heeft geboekt in FCEV-technologieën.

 

GA-L-platform

Door gebruik te maken van het GA-L-platform konden de brandstofcel en componenten van de aandrijflijn dusdanig worden herwerkt dat de beschikbare ruimte efficiënter wordt gebruikt. Daardoor is de cabine met vijf zitplaatsen veel ruimer en is er een betere chassisbalans. Maar wat waarschijnlijk nog belangrijker is: hierdoor kunnen drie waterstoftanks onder hoge druk worden gemonteerd, waardoor de brandstofcapaciteit en het rijbereik van de wagen stijgen – met 30%.

De tanks zijn opgesteld in een “T”-configuratie, waarbij de langste tank in de lengte en centraal onder de voertuigvloer geplaatst is, terwijl de twee kleinere tanks lateraal onder de achterstoelen en de bagageruimte ondergebracht zijn. Samen zijn ze goed voor 5,6 kg waterstof, in vergelijking met 4,6 kg in de twee tanks van de bestaande Mirai. Door hun positie wordt het zwaartepunt van de wagen verder verlaagd en wordt geen bagageruimte ingenomen.

Door de nieuwe architectuur kan de volledig nieuwe waterstofcel worden verplaatst van zijn huidige locatie onder de vloer naar het frontcompartiment (vergelijkbaar met de motorruimte), terwijl de (compactere) hoogspanningsbatterij en elektromotor boven de achteras geplaatst zijn. Zoals hierna beschreven werd de lay-out van de aandrijflijn geoptimaliseerd om de nieuwe Mirai een 50:50 gewichtsverdeling voor/achter te geven.

De tanks hebben een sterkere, meerlagige constructie en zijn uiterst gewichtsefficiënt – de waterstoftanks nemen 6% in van het gecombineerde gewicht van brandstof en tanks.

 

Nieuwe brandstofcel

De nieuwe brandstofcel en de brandstofcel-vermogensomvormer (FCPC – Fuel Cell Power Converter) van Toyota werden specifiek voor gebruik met het GA-L-platform ontwikkeld. De ontwerpers zijn erin geslaagd alle elementen samen te brengen in het celframe (zoals de waterpompen, intercooler, airconditioning en luchtcompressoren en de waterstofcirculatiepomp), want elk onderdeel werd kleiner en lichter gemaakt, en tegelijk werden de prestaties verbeterd. De celbehuizing zelf werd verkleind door gebruik te maken van wrijvingsroerlassen, waardoor de vrije ruimte tussen de brandstofcel en de behuizing kon worden verminderd.

De brandstofcel maakt gebruik van een vol polymeer, net zoals bij de bestaande Mirai, maar werd verkleind en heeft minder cellen (330 in plaats van 370). Toch plaatst ze een nieuw record voor specifieke vermogensdensiteit met 5,4 kW/l (exclusief eindplaten). Het maximumvermogen kon daardoor stijgen van 114 kW naar 128 kW. De prestaties in koude weersomstandigheden werden verbeterd, want opstarten is nu zelfs mogelijk bij -30°.

Door de systeemverbindingen binnen de behuizing te concentreren, zijn minder componenten vereist, wat opnieuw ruimte en plaats bespaart.

Door voor elke component aandacht te schenken aan innovatie en verbetering, werd een gewichtsreductie van 50% verkregen, maar tegelijk een vermogenstoename van 12%. Tot de nieuwe maatregelen behoren de verplaatsing van het spruitstuk, het reduceren van de omvang en het gewicht van de cel, waardoor de vorm van de gaskanaalscheider kon worden geoptimaliseerd, naast het gebruik van innovatieve materialen in de elektroden.

De eenheid beschikt ook over een Fuel Cell DC-DC Converter (FDC) en modulaire hoogspanningsonderdelen, terwijl de omvang met 21% werd gereduceerd in vergelijking met het bestaande systeem. Het gewicht werd met 2,9 kg verlaagd tot 25,5 kg. Geavanceerde technologie heeft tot de plaatsbesparing bijgedragen: zo gebruikt Toyota voor het eerst een siliciumcarbide halfgeleidermateriaal van de volgende generatie in de IPM-transistoren (Intelligent Power Model). Dit laat een stijging van het uitgangsvermogen en een lager stroomverbruik toe gecombineerd met minder transistoren, waardoor de FCPC kleiner kan worden gemaakt.

Dezelfde omvang- en gewichtsbesparende aanpak werd toegepast op andere onderdelen van de brandstofcel. Het ontwerp van de luchtinlaat staat garant voor lage drukverliezen en bevat geluidsdempend materiaal, zodat het geluid van de luchtinlaten niet merkbaar is in de cabine. De uitlaat maakt gebruik van een harspijp en laat door zijn ontwerp toe dat een grote hoeveelheid lucht en water wordt afgevoerd; een geluiddemper met grotere capaciteit draagt bij aan een stillere cabine. Het volledige luchtsysteem is bijna 30% kleiner dan bij de bestaande Mirai en weegt meer dan een derde (34,4%) minder.

 

Lithium-ionbatterij

De nieuwe Mirai is uitgerust met een lithium-ion hoogspanningsbatterij in plaats van de nikkelmetaalhydride-batterij van het bestaande model. Hoewel de batterij een kleinere omvang heeft, is ze energie-compacter, wat een hoger uitgangsvermogen en superieure milieuprestaties oplevert. Met 84 cellen heeft de batterij een nominale spanning van 310,8 in vergelijking met 244,8, en een capaciteit van 6,5 Ah in vergelijking met 4,0 Ah. Het totale gewicht werd verminderd van 46,9 naar 44,6 kg. Het uitgangsvermogen werd verbeterd van 25,5 kW x 10 seconden naar 31,5 kW x 10 seconden.

Door de kleinere afmetingen van de batterij kon ze ook achter de achterstoelen worden geplaatst, waardoor ze niet meer uitsteekt in de bagageruimte. Het luchtkoelpad werd geoptimaliseerd, met discrete inlaten aan beide zijden van de achterstoelen.

 

Dynamische prestaties

Door voor de nieuwe Mirai gebruik te maken van het GA-L-platform, geniet de wagen van belangrijke voordelen, zoals een lager zwaartepunt, verbeterde traagheidseigenschappen en een significant verbeterde carrosseriestijfheid, allemaal factoren die helpen om superieure dynamische prestaties te leveren.

Doordat de brandstofcel van onder de voertuigvloer naar het frontcompartiment werd verplaatst en de batterij en de elektromotor achteraan werden gepositioneerd, werd een 50:50 gewichtsbalans voor/achter verkregen, waardoor de wagen de fundamentele stabiliteitskenmerken heeft van een wagen met voorin geplaatste motor.

De stijfheid van de carrosserie werd verbeterd met strategische draagbalken en versterkingen, een ruimer gebruik van carrosserielijmen en laserschroeflassen.

Het nieuwe platform laat ook een nieuwe multilink voor- en achterwielophanging toe, in plaats van de voordien gebruikte MacPherson-voorwielophanging en torsiestangopstelling achteraan. Deze configuratie biedt veel meer stabiliteit, controle en rijcomfort. Tot de details behoren het gebruik van dikkere stabilisatorstangen, optimale opstelling van de bovenste en onderste fuseekogel en een algemeen hoge stijfheid van de ophanging, wat tot uiting komt in de betere responsiviteit en stabiliteit.

Nog meer voordelen ontstaan door de grotere velgen en banden op de nieuwe Mirai. De 19- en 20-inch velgen zijn uitgerust met respectievelijk 235/55 R19 en 245/45 R20 banden, met lage rolweerstand en stille loop, wat bijdraagt aan het brandstofrendement, de kwaliteit van de wegligging, de stabiliteit en de stilte in de cabine. Door velgen en banden van grotere diameter te gebruiken, wordt de nodige ruimte verkregen voor de nieuwe driedubbele waterstoftanks.

De verbeterde aerodynamiek van de wagen, met een lagere daklijn, volledig onder de wagen en een lagere luchtweerstandscoëfficiënt, spelen ook een belangrijke rol bij het verhogen van de kwaliteit van rijgedrag en stabiliteit en de grotere actieradius.

De nieuwe Mirai heeft ook pluspunten door zijn verbeterde rijkarakter. Het extra vermogen dat door de nieuwe brandstofcel en de batterij wordt geleverd, is afgestemd op vlot, lineair aanzetten, met een acceleratie die op harmonieuze wijze de bediening van het gaspedaal door de bestuurder volgt. Rijden op de snelweg verloopt ontspannen en zonder stress, met uitstekende respons bij alle snelheden. Op bochtrijke wegen wordt het evenwicht van de nieuwe Mirai gecombineerd met een goede acceleratie uit de bocht.

 

Lucht zuiveren terwijl u rijdt

Het milieuvoordeel van de Toyota Mirai gaat verder dan nul-uitstoot naar “negatieve uitstoot” – de wagen reinigt de lucht effectief terwijl hij rijdt.

Een katalysatorfilter is ondergebracht in de luchtinlaat – een Toyota-primeur. Terwijl lucht in de wagen wordt gezogen om de brandstofcel te voeden, vangt een elektrische lading op het filterelement van ongeweven stof microscopische vervuilingsdeeltjes, waaronder zwaveldioxide (SO2), stikstofoxides (NOx) en PM 2,5 deeltjes. Het systeem kan 90 tot 100% van de deeltjes tussen 0 en 2,5 micron diameter uit de lucht halen die naar het brandstofcelsysteem gaat.

 

Verwachte 10-voudige toename van verkoopcijfers

Door de introductie van de nieuwe Mirai verwacht Toyota een diepere marktpenetratie met een 10-voudige toename van het verkoopvolume. Deze groei wordt ondersteund door de sterkere prestaties van het nieuwe model en de grotere aantrekkingskracht voor de klant, met name als een meer budgetvriendelijke wagen met een verkoopprijs die ongeveer 20% werd verlaagd.

De bruikbaarheid van waterstof-FCEV zal ook geleidelijk toenemen naarmate de markten hun waterstofinfrastructuur verbeteren, het aantal vulstations stijgt en overheden en lokale instanties nieuwe stimulansen en regelgeving voor een schonere mobiliteit introduceren.