Гибрид toyota mirai

Mirai

1. Блок управления питанием. 2. Никель-металлгидридный аккумулятор (вторичная батарея). 3. Синхронный электродвигатель. 4. Инвертор постоянного тока в переменный. 5. Гибридная установка на водородных топливных элементах. 6. Водородные баки высокого давления. В батарее топливных элементов водород из баллонов вступает в реакцию с поступающим через воздухозаборники кислородом. Полученный в результате реакции электрический ток проходит через инвертор, где преобразуется из постоянного в переменный, а напряжение увеличивается до 650 В. Синхронный электродвигатель приводит в движение передние колеса; расположенная в задней части машины «вторичная» батарея собирает энергию от рекуперативного торможения и делится ею при резких ускорениях. 1. Блок управления питанием. 2. Никель-металлгидридный аккумулятор (вторичная батарея). 3. Синхронный электродвигатель. 4. Инвертор постоянного тока в переменный. 5. Гибридная установка на водородных топливных элементах. 6. Водородные баки высокого давления. В батарее топливных элементов водород из баллонов вступает в реакцию с поступающим через воздухозаборники кислородом. Полученный в результате реакции электрический ток проходит через инвертор, где преобразуется из постоянного в переменный, а напряжение увеличивается до 650 В. Синхронный электродвигатель приводит в движение передние колеса; расположенная в задней части машины «вторичная» батарея собирает энергию от рекуперативного торможения и делится ею при резких ускорениях.

Если однажды мы все-таки въедем в светлое водородное будущее, то отнюдь не на седане с красивым именем Мирай, а за рулем более доступной и эффективной машины. Но достижение японцев, запустивших в серию первый в мире водородомобиль, заслуживает аплодисментов. И, как положено в особо торжественных случаях, я аплодирую им стоя.

Необходимая безопасность Toyota Mirai

Водород – опасное вещество, думаю многие слышали про водородные бомбы. Японцы прекрасно это поминают, поэтому Тойота использовала весь свой опыт, накопленный с 90-х годов. Да, японцы уже тогда искали альтернативное топливо.

Во-первых, баллоны выполнены из карбона – прочного материала, у которого меньше шансов деформироваться при ДТП. Во-вторых, проработана структура кузова, добавлены усиления в нужных местах, найденные на основе краш-тестов. В случае утечки водорода, датчики блокируют клапаны, чтобы он не шел дальше через шланги. Шланги в свою очередь находятся за салоном, поэтому топливо быстро растворяется в воздухе, а его там немного из-за перекрытия клапанов баллонов.

Вся система защищается недавно разработанным термопластичным армированным углеродным пластиком, из которого создан поглощающий удары каркас.

В дополнение Mirai оснащается системами:

• экстренного торможения при фронтальном столкновении;
• контроля полосы разметки;
• анализа слепых зон;
• 9 подушек безопасности;
• парктрониками;
• Hill Start Assist;
• EBD;
• ABS;
• VSC;
• TRC.

История модели

Впервые концепт будущего автомобиля появился в конце 2013 года на Токийском автосалоне. И носил он название Toyota FCV. Но история модели, а точнее, водородной силовой установки, началась на много раньше.

Концептуальный автомобиль Toyota FCV

Для начала несколько слов о принципе работы топливных элементов, на которых ездит Мирай.

Первые опыты по использованию этой технологии, компания Тойота начала в далёком 1992 году. Ну а первая машина, оснащённая топливными элементами, появилась уже в 1996 году.

Первый автомобиль, оснащённый двигателем на топливных элементах, поступил в продажу в 2002 году. И был это кроссовер Toyota Highlander, ограниченная серия которого была продана в Японии и США.

Ну и продажи первого полноценного серийного автомобиля начались в 2014 году. Машина получила название Mirai, что можно перевести как будущее.

Как работает водородный двигатель

Главной причиной поиска нового источника энергии для автомобильных двигателей стала острая необходимость сокращения вредных выбросов. Современные технологии очистки отработанного топлива позволяют сократить объёмы выбросов до сотен граммов на километр пути. Но ситуация усугубляется неконтролируемым ростом числа автомашин на дорогах: разбухающий автомобильный поток нивелирует качество современных технологий удаления кислородно-углеродной смеси.

Принципиальная схема водородного автомобиля Toyota Mirai

Наиболее перспективным направлением развития водородной технологии является применение топливных элементов. Они способны производить электроэнергию, располагаясь непосредственно на борту транспортного средства. В числе прочих разработкой гибридного водородного двигателя занимаются инженеры японской автомобильной корпорации Toyota Motor Corporation. В 2014 году под этой появился первый в мире серийный автомобиль на водороде – Mirai (в переводе с японского – «будущее»).

Машина «нафарширована» техническими новинками

Силовая установка Toyota Mirai – гибридная, включает три составные части:

• батарея топливных элементов TFCS;
• водородные баллоны высокого давления;
• повышающий преобразователь.

Батарея способна производить 114 кВт мощности, что по DIN эквивалентно 155 л.с. Удельная мощность батареи TFCS (3,1 кВт/л) более, чем в 2 раза выше первого варианта, разработанного инженерами Toyota – FCHV-advantage.

Как он едет? Принцип работы Toyota Mirai, описание

Под капотом Toyota Mirai

Кузовные панели, откровенно говоря, дело даже не десятое. Зашить пластиком и алюминием можно любое шасси и сделать его хоть футуристичным, хоть в стиле машин 40-х годов, дело вкуса. Основное находится под панелями кузова, капотами и обшивками. Если их снять, то мы увидим шасси привычного Тойота Приус пятого поколения. Ничего особенного — спереди стойки МакФерсон, сзади — торсионная балка, электроусилитель руля, дисковые тормоза по кругу. Главное находится даже не под капотом, там стоит обычная гибридная силовая установка, только вместо двигателя внутреннего сгорания установлен водородный генератор, вот и все.

Работает Toyota Mirai очень просто:

1. Воздухозаборник в передней части автомобиля, там, где мы привыкли видеть радиатор, отбирает воздух и подаёт его в ёмкость.
2. Кислород из этого объёма подаётся на электрохимический генератор.
3. В баке вместо бензина находится водород, который также закачивается в генератор.
4. В результате электрохимического процесса образуется электричество, которое подаётся на электродвигатель и вода, которая сливается за борт.
5. Электромотор крутит трансмиссию, Toyota Mirai едет к следующей заправке. Пока что запаса хода хватает на 500 км.

Никакого бензина, только водород

Первый электрохимический генератор Тойота построила сама ещё восемь лет назад. Тогда он состоял из 400 элементов, весил больше ста килограмм, а для его размещения надо было выделить почти 70 литров полезного объёма. Новые топливные элементы эффективнее, производительнее и легче, поэтому сегодняшний серийный генератор электричества имеет массу всего чуть больше 50 кг, занимает 37 литров пространства и может выдавать 115 кВт. Генератор новой модели в два с половиной раза эффективнее, чем старый.

Баки для водорода Тойота тоже научилась строить сама. В автомобиле установлено два бака объёмом по 60 с небольшим литров, в каждый из которых можно закачать по пять килограмм водорода. Корпуса баков выполнены из углепластика, пластика и пластика, армированного стеклотканью. Всего — три слоя. Они должны выдерживать давление до семисот атмосфер и стали легче и дешевле баков прошлого поколения. Один из баков расположен в багажнике, второй — под задним сиденьем. Открываем капот, а там — обычный электродвигатель, который устанавливается на все гибридные автомобили ещё с начала 2000-х годов.Технические характеристики силовой установки мало отличаются от Приуса — мотор выдаёт в пересчете на бензиновых лошадей 154 силы при очень серьёзном электрическом крутящем моменте в 335 Нм. Двигатель работает от напряжения 244 В. Из отработанных продуктов — только чистая вода, полученная химическим путём. Говорят, она полезнее молока, правда, попахивает пластиком, из которого сделан трубопровод.

Тест драйв Toyota Mirai 2020-2021 модельного года

Фото салона Тойота Мирай 2020-2021

Ждать от Toyota Mirai чуда не приходится. В жизни, если не углубляться в электрохимические тонкости, это обычный автомобиль на электротяге. Тихий, безопасный, экологически чистый. И мощный. Посудите сами — 355 Нм крутящего момента без каких бы то ни было ограничений количества оборотов. Все эти ньютонометры доступны сразу и до остановки. Да, машина не слишком лёгкая, она весит (благодаря аккумуляторам) около 1800 кг, но зато и центр тяжести находится низко. А это способствует точному рулению и невероятной устойчивости машины в поворотах.

У Toyota Mirai есть несколько режимов работы, но самый интересный из них — Power. Нажав такую кнопку, водитель получает возможность разогнаться до сотни за 9 секунд, а максималка для водородника ограничена на 180 км/ч, хотя в компании говорят, что это далеко не предел. Хотя куражиться не хочется. Машина невероятно тихая, гораздо тише, чем Приус в электрическом режиме. Изредка побулькивает генератор, есть некоторый аэродинамический шум на высокой скорости, шин практически неслышно. Пожалуй, это самый тихий автомобиль по отзывам владельцев в мире, если не сильно наступать на акселератор. Только тогда в салон прорывается едва заметный троллейбусный зуд.

Видео: тест-драйв Toyota Mirai

Пока что заставить купить новый Toyota Mirai может только непреодолимая тяга изменить мир к лучшему за свой счёт и поправить финансовое состояние компании Тойота. В остальном покупка водородного автомобиля, скажем, в Москве, экономически себя никак не оправдывает, тем более, что сеть автозаправок только начинает развиваться. Хотя Mirai продают в Германии, Бельгии, Англии и Дании очень хорошо. Именно с этих стран начали строить сети заправок и именно там есть крепкие льготы для покупателей экологически чистого транспорта. Как налоговые, так и серьёзные правительственные дотации на покупку нового автомобиля, а кроме того, проходят акции трейд-ин, программы утилизации и прочие завлекухи. Так что даже сегодня инвестировать свои деньги в экологию в Европе выгодно и модно.

Конечно, когда-то водородное будущее докатится и до наших дорог, но въедем мы в него, скорее всего, не на Toyota Mirai, а на какой-нибудь китайской копии корейского последователя японского первооткрывателя. Так же дешевле…

Технические характеристики водородного Toyota Mirai 2020, 2 поколение

Техническое оснащение ничем не уступает внешнему виду, создающего впечатление роскошного и мощного авто. На автомобиль установлен задний привод. Основные характеристики Toyota Mirai 2020 на водороде представлены в таблице.

Трансмиссия	Редуктор
Дорожный просвет	155 мм
Колёсная база	2920 мм
Радиус разворота	5,8 м
Ширина передней/задней колеи	1610 мм/1605 мм
Масса	1,92 т
Колёса	235/55R19
Топливный бак	141 л

Принцип работы Toyota Mirai 2020, 2 поколение

Принцип работы Toyota Mirai состоит в следующем. Итак, силовым агрегатом, приводящим машину в движение, является электромотор. В бак заправляют водородное топливо. Вступая в реакцию с кислородом, оно выделяет большое количество энергии, которая через электрохимический генератор преобразуется и подзаряжает батарею. Далее батарея питает электромотор, как в обычном электромобиле. При всём этом процессе «выхлопом» является обычная вода.

Баки для водорода

Двигатель Toyota Mirai

Мощность ведущего электрического двигателя Тойота Мирай составляет 134 кВт (182 л.с.). Достигается при оборотах в 6940 об/мин. Предельный момент вращения – 300 Нм.

Батарея Toyota Mirai

По сравнению со старой версией батарея претерпела изменения. Теперь она стала литий-ионной. Ёмкость ВВБ – 1,24кВт*ч. Она предназначена для сглаживания нагрузки на топливные элементы и запасания энергии при рекуперации на торможении. Баллоны для водорода размещены в задней части – 2 перед осью, а ещё один – за ней.

Запас хода (пробег) на одной заправке Toyota Mirai

Повышение КПД ячеек и добавление дополнительного баллона позволили достичь показателя запаса хода Тойота Мирай в 850 км. Это является отличным результатом.

Динамика Toyota Mirai

Разгон от 0 до 100 км/ч Toyota Mirai 2-го поколения занимает 9,2 секунды. Максимальная скорость составляет 175 км/ч. От 0 до 60 км/ч Toyota Mirai 2020 разгоняется за 8,7 секунды.

Использовать как электростанцию

При использовании опционального конвертера Mirai возможно использовать как мобильную электростанцию (мощность до 9 кВт, запас энергии до 60 кВт*час).

Как заправлять Toyota Mirai

Для заправки Toyota Mirai 2 поколения на водороде требуется посетить специальную станцию заправки этим топливом. В России работает пока 1 станция в экспериментальном режиме, располагается в Подмосковье.

Расход, объём бака, сколько заправляется Toyota Mirai

Каждый баллон Toyota Mirai на водороде вмещает максимальный вес газа в 5,6 кг. Суммарно объём бака Toyota Mirai составляет 141 литр водорода. Расчёты позволяют выяснить, что в среднем на 100 км пути расходуется примерно 16,5 литров топлива. Заправка занимает всего лишь несколько минут.

Стоимость заправки

Для полной заправки водородного авто, необходимой для 850 км, нужно потратить до 3 $ за кг.

Вам будет интересно
Здесь вы можете подробнее узнать о гибриде — Toyota Sai

Спорный внешне, убедительный внутри, фото

Toyota Mirai 2020-2021 модельного года

Даже дерево заговорит, когда увидит дизайн серийного седана Тойота Мирай 2020-2021 модельного года. Нет, на выставочных площадках показывали экземпляры и похлеще, но чтобы вот так, запустить в серию машину с откровенно вызывающим дизайном, надо быть Тойотой. Если Приус уже потихоньку набрал себе клиентскую базу не только в Европе, но и в Азии, и в РФ, его уже хотят и записываются в очереди, то Toyota Mirai делает только первые шаги навстречу широкой публике. Однако задача новой модели не собирать очереди, а в первую очередь приучить публику к новому типу топлива, водороду. За ним, говорят, будущее, а будущее по-японски — mirai.

Топливные элементы, вода, водород — все это пугающе непонятно для человека хоть как-то знакомого с техникой, а для незнакомого, и вовсе космос. Хотя ничего сложного тут нет и никаких инопланетных технологий японцы не используют. Машина на водороде могла появиться ещё сто лет назад и кто знает, где был бы бензин и солярка, если бы с водородным двигателем тогда сложилось все более удачно. Однако задача Toyota Mirai — быть дружественной к простому потребителю, что она и показывает на всех тест-драйвах. Все, что нужно для поездки на водородном Мирай — заправить баки водородом и спокойно ехать, как на обычном гибридном автомобиле до следующей заправки, а она должна быть не дальше, чем 500 км. Вот в этом главная проблема.

Тойота не боится эксперементировать с дизайном экстерьера

Даже в родной для Toyota Mirai Японии насчитывают не более 25 водородных заправочных станций. И этого мало. Одна такая заправка стоит около миллиона евро, поэтому кому-то нужно вкладывать хорошую копейку в развитие сети. Естественно, что нефтяные магнаты не станут рыть себе могилу, хотя если каждый из них продаст хотя бы по одному автомобилю из своего гаража и построит на эти деньги хотя бы одну заправку, то вопрос с обеспечением автомобилей водородом можно было бы считать закрытым. А так сеть водородных станций строят сами производители. Тойота, Хонда, БМВ, Фольксваген и Даймлер. Тем не менее в Японии уже к концу этого года запустят около сотни водородных заправок, в Штатах — около пятидесяти, а в Европе количество водородных АЗС перевалит за пять сотен, правда, к 2020-2021 году. Придется потерпеть.

Водородная Toyota Mirai — практичнее Теслы

Если очень хочется, то можно и водички выпить

По крайней мере, так говорят факты. Электрическая Тесла может проехать от розетки до розетки только в том случае, если они находятся на расстоянии около 400 км друг от друга, а Toyota Mirai протянет до водородной заправки пятьсот, другое дело, что найти её сложнее, чем сетевую розетку. Однако стоит учесть, что для заправки электричеством Тесле надо потратить полдня, в то время как Мирай заправит полные баки за несколько минут. Это практично.

Ещё год назад Илон Маск позволял себе ехидные замечания и откровенное хамство в сторону японских разработчиков, но сегодня он тихонько помалкивает. Просто потому что Тойота в принципе планировала за 2015 год продать не более четырёх сотен Toyota Mirai, но уже за декабрь прошлого года компания получила 1 600 заказов. Цена водородомобиля в единственной комплектации у официалов в Штатах — $57,5 тысяч. Стоимость заправки килограмма водорода в Европе — 9,4 евро, а за машину там просят 66 тысяч. В рублях это будет больше трёх миллионов, но перспектива появления водородного автомобиля вРоссии пока даже не оговаривается.

Технические характеристики

Как работает Toyota Miraii? Автомобиль оснащен фирменной инновационной технологией TFCS. С помощью топливных элементов FC Stack (мощность — 114 кВт) водород преобразуется в электроток. Он поступает в преобразователь FC Boost Converter, и напряжение поднимается до 650 В. При этом образуется вода. Поэтому под днищем имеется слив для ее оттока.

Важным элементом системы является синхронный электрический мотор переменного тока. Он генерирует 113 кВт (154 л. с.) Предельный крутящий момент достигает отметки в 335 Нм.

Водородная Toyota Mirai имеет два бака, в которых хранится водород. Один установлен спереди, второй — сзади. Их объем, соответственно, 60 / 62,4 л. В емкости, расположенные под дном седана, под давлением 70 МПа закачивается водород.

Каждый бак состоит из трех пластиковых слоев:

1. Внутренний. Он предотвращает утечку водорода.
2. Средний. Это пластик, армированный углеволокном.
3. Внешний. Он армирован стекловолокном для защиты наружной поверхности от износа.

В никель-металл-гидридный аккумулятор, собирающий рекуперативную энергию, поступают воздух из передних заборов и водород из баков, оснащенных датчиками. Если возникнет опасность, они подают тревожный сигнал и перекрывают клапаны для предотвращения утечки газа.

Бак полностью заполняется за 3 минуты. Многих автолюбителей интересует, как заправлять Toyota Mirai. Для заправки используется штуцер, выполняющий функции насоса и перекачивающий водород из заправочного баллона в бак автомобиля.

С полным баком седан способен проехать чуть больше 480 км. Если говорить об экономической целесообразности, например, в Германии на каждые 100 км расход в эквиваленте денег составит €7,5. А вот цена 10 л. бензина составляет €13. Поэтому у Toyota Mirai расход водорода вполне конкурентоспособный с традиционным топливом.

Снаряженная масса автомобиля достигает 1,85 т. На Toyota Mirai стоит относительно слабый двигатель, поэтому до «сотни» водородный седан разгоняется за 9 секунд. Предельная скорость — 175 км/ч.

Оси автомобиля оснащены подвесками. Спереди стоит многорычажная независимая, сзади монтирована полунезависимая с торсионной балкой. Колеса укомплектованы дисковыми тормозами с технологией рекуперации (передние шасси вентилируемые) и легкосплавными дисками R17.

• круиз-контроля;
• электронного тормоза и экстренного торможения;
• антипробуксовки;
• контроля скорости и стабильности;
• антиблокировки — ABS;
• распределения тормозного усилия — EBF;
• мониторинга слепых зон — Blind Spot Monitor;
• контроля тормоза и акселератора — Smart Stop.

13-Toyota-Mirai_zr-12_15

Toyota Mirai. Двухместный задний диван роскошен: солидный запас для коленей, индивидуальный обогрев. Toyota Mirai. Двухместный задний диван роскошен: солидный запас для коленей, индивидуальный обогрев.

Благодаря низкому центру тяжести управляемость крупного седана очень надежна. А вот куража нет. Ездить нужно спокойно, наслаждаясь плавностью хода и тишиной. Лишь при интенсивных разгонах в салон прорывается едва уловимый троллейбусный гул.

Двухцветный интерьер приятен глазу и комфортен. Несмотря на экзотическую архитектуру панели, я не испытываю никаких неудобств — эргономика в порядке, а среди оснащения есть даже обогрев сидений заднего ряда и руля. Расстроила лишь безбожно тормозящая мультимедийная система с сенсорными кнопками.

По автобану я проехал буквально километров пять. Съехал на второстепенную дорогу, включил режим Eco и покатил предельно размеренно. А теперь представьте мое удивление, когда через 65 км трип-компьютер вновь стал показывать «предзаправочный» запас хода: 260 км. Выходит, несмотря на мои старания, на килограмме водорода удалось продержаться лишь обещанные электроникой 70 км — и в реальных условиях пробег на полных баках составит около 350 км. Никак не пятьсот.

Экстерьер

Автомобиль, под стать своему названию («Mirai» в переводе с японского – будущее) получил космическую и эксцентричную внешность.

Toyota Mirai 2016

Узкие фары-щелки, подчеркнутые контрастной вставкой между капотом и бампером, просто огромный, аэродинамический бампер, с пастью центрального воздухозаборника и гипертрофированными боковыми воздуховодами с поперечными штрихами светодиодов на кромке. Такая конфигурация лицевой части призвана обеспечить непрерывную и всестороннюю подачу кислорода к водородному мотору FC Stack.

Toyota Mirai 2016

В профиль наблюдаем плавность и обтекаемость форм, скошенный нос авто, стильную и оригинальную волну-всплеск на боковинах кузова.

Гармонично вписалась в образ и вытянутая корма седана, с мощным бампером, с 3D-эффектными треугольниками задних фонарей и единым узким плафоном под спойлером на крышке багажника.

Габариты кузова Toyota Mirai: 4,89 м длина, 1,815 м ширина, 1,535 м высота, 2,78 м – колесная база. Дорожный просвет – 13 см.

Интерьер

Просторный, четырехместный салон широко распахивает свои двери владельцу. Оформление приборной панели, центральной консоли необычно, как и сам автомобиль в целом.

Toyota Mirai интерьер

Компактный мультируль, панель приборов по центру торпедо в виде 4-х дюймового цветного экрана, под ним — 9-ти дюймовый сенсор мультимедийного комплекса с голосовым управлением.

передняя панель Toyota Mirai

И даже блок управления климат-контролем, настройками кресел и прочими электронными системами супер-кара реализован в виде непривычной электростатической панели.

передние сиденья Toyota Mirai

задние сиденья Toyota Mirai

В базовом оснащении Toyota Mirai располагает парктроником, бесключевым доступом, адаптивным круиз-контролем, системой предотвращения столкновений и экстренным торможением, мониторингом слепых зон и анализатором пересечений линий разметки, 9-ю подушками безопасности, ABS, EBD, VSC, TRC, помощником при старте в горку.

Технические параметры

Двигатель Toyota Mirai работает по технологии TFCS, используя в качестве топлива водород. Хранится он в двух баках на 60 и 64,2 л спереди и сзади авто. Водород, попадая в установку FC Stack с полимерным электролитом, вступает в реакцию с кислородом, на выходе имеем два продукта – воду и электричество. Последнее накапливается в аккумуляторах либо питает электромотор мощностью 154 лс (335 нм).

Toyota Mirai двигатель

Такие топливные системы делают новый водородный седан тяжелым, масса авто – 1,85 т, но это не мешает новинке разгоняться до первой сотни за 10 сек и до максимальной скорости 175 км в час. Время заправки занимает три! минуты, а запаса водородного топлива хватает на преодоление 660 км пути, при этом исключаются все вредные выбросы в атмосферу.

Toyota Mirai на водородном топливе

В наличии электроусилитель руля, дисковая тормозная система, передняя независимая подвеска на стойках Macpherson, сзади – полузависимая подвеска с торсионной балкой.

Японский производитель настолько уверен в успешности и качестве своей водородной модификации Toyota Mirai, что предоставляет продленную до 8-ми лет гарантию на высокотехнологичный и экологичный седан.

Минусы

Однако, всё это планы на отдалённую перспективу, фактически же эксплуатация Mirai, даже в крупных европейских или американских городах либо невозможна, либо крайне проблематична ввиду отсутствия заправок. Этот автомобиль — прежде всего маркетинговый ход, инструмент для подготовки рыночной ниши, именно под него будет создаваться инфраструктура, которая впоследствии будет использоваться последующими поколениями модели. Это экспериментальный проект по повышению доступности водородомобилей, но не готовый товарный продукт.

Это подтверждает и сам автопроизводитель, говоря о том, что Mirai – это всего лишь первая стадия коммерциализации водородомобилей, прибыльность которых будет достигнута не ранее 2025 года.

Таким образом, Toyota Mirai — это уже не выставочный прототип, а автомобиль, который вполне пригоден для повседневной эксплуатации, но только в определённых регионах (где уже имеются специализированные заправки) и при активной государственной программе субсидирования экологически чистого транспорта. Он пока не может конкурировать по простоте обслуживания, практичности и стоимости с традиционными моделями, но максимально близко приблизился к этой цели.