Testy „wodorowego” Hiluxa

Toyota Hilux napędzana wodorowymi ogniwami paliwowymi to przełomowy projekt, który powstaje w zakładach Toyota Motor Manufacturing UK (TMUK) oraz ma wsparcie licznych partnerów, a także finansowanie brytyjskiego rządu. Prace nad prototypami bezemisyjnego pick-upa wkroczyły w ostatnią fazę. Samochody przechodzą intensywny okres testów oraz są prezentowane potencjalnym klientom.

Projekt wpisuje się w wielotorową strategię Toyoty, która prowadzi do osiągnięcia neutralności klimatycznej poprzez oferowanie klientom pełnej gamy napędów dostosowanych do ich oczekiwań, przepisów oraz lokalnej infrastruktury. W gamie koncernu są pełne hybrydy, hybrydy plug-in, auta z bateryjnym napędem elektrycznym, elektryczne samochody zasilane ogniwami paliwowymi czy auta na paliwa alternatywne.

Pierwszy prototypowy egzemplarz wodorowego Hiluxa zaprezentowano we wrześniu 2023 roku. Od tamtej pory fabryka TMUK w Derby zbudowała 10 aut zasilanych ogniwami paliwowymi. Pięć z nich przechodzi intensywne testy bezpieczeństwa, osiągów, funkcjonalności oraz niezawodności w warunkach zbliżonych do normalnego użytkowania tego typu aut. Kolejnych pięć prototypów pełni rolę aut demonstracyjnych, które prezentowane są potencjalnym klientom i mediom. Wodorowe Hiluxy będą też we flocie tegorocznych igrzysk oraz paraigrzysk w Paryżu. Toyota w ten sposób buduje fundamenty pod stworzenie sektora transportu wodorowego w Europie.

Koncern ma 30-letnie doświadczenie w badaniach i rozwoju ogniw paliwowych. Wnioski z prac nad projektem wodorowego Hiluxa posłużą do stworzenia kolejnej generacji technologii ogniw paliwowych, które będą charakteryzować się dłuższym cyklem życia, zwiększonym zasięgiem aut oraz znacząco niższymi kosztami. Toyota spodziewa się, że do 2030 roku Europa będzie jednym z największych rynków wodorowych ogniw paliwowych ze względu na wzrosty w sektorach mobilności oraz generatorów energii. To dlatego w grudniu 2023 roku z inicjatywy Toyota Motor Europe (TME) powołano spółkę Hydrogen Factory Europe, która będzie odpowiadać za skomercjalizowanie tej technologii na każdym etapie – od badań i rozwoju, przez produkcję po sprzedaż oraz obsługę posprzedażową.

Projekt Hiluxa zasilanego ogniwami paliwowymi to ważny krok na drodze do dalszego rozwoju technologii wodorowych oraz stymulacja implementacji rozwiązań i infrastruktury wodorowej w Europie.

600 km zasięgu wodorowego Hiluxa

Hilux zbudował swoją legendarną renomę dzięki najwyższej jakości, trwałości oraz niezawodności w najtrudniejszych warunkach na drogach i bezdrożach całego świata. Samochód zadebiutował w 1968 roku i od tamtej pory sprawdził się w najbardziej wymagających sytuacjach. Dotarł na Biegun Północny, dotarł do islandzkich wulkanów, był wykorzystywany na Antarktydzie, a także trzykrotnie wygrał Rajd Dakar. Wodorowy Hilux ma dokładnie to samo DNA, ale jest autem bezemisyjnym. Prototypowy model z wodorowymi ogniwami paliwowymi prezentuje, w jaki sposób wykorzystać ten rodzaj napędu w pick-upie.

Z zewnątrz auto ma te same wymiary co aktualna generacja Toyoty Hilux. Prototyp powstał w wersji z nadwoziem półtorej kabiny, ma 5325 mm długości, 1855 mm szerokości oraz 1810 mm wysokości, ale pod karoserią kryje się innowacyjna technologia. Auto wykorzystuje rozwiązania znane z Toyoty Mirai, czyli pierwszego masowo produkowanego elektrycznego sedana na ogniwa paliwowe, który potwierdził niezawodność tego napędu.

Prognozowany zasięg wodorowego Hiluxa to nawet 600 km, czyli więcej niż można uzyskać po zastosowaniu bateryjnego napędu elektrycznego. Dzięki niskiej masie wodoru można utrzymać wysoką ładowność oraz holować przyczepę o większej masie niż w przypadku innych bezemisyjnych napędów.

Wodór przechowywany jest w trzech zbiornikach o pojemności 2,6 kg (łącznie 7,8 kg). Zbiorniki zostały zamontowane na ramie podwozia. Zestaw ogniw paliwowych umieszczono nad przednią osią. Składa się on z 330 ogniw, w których wykorzystano polimer w stanie stałym. Samochód ma napędzaną tylną oś przy pomocy silnika elektrycznego o mocy 134 kW (182 KM) oraz 300 Nm momentu obrotowego. Podczas jazdy ogniwa paliwowe nie emitują spalin, a jedynym produktem ubocznym jest woda.

Energia produkowana przez wodorowe ogniwa paliwowe przechowywana jest w baterii litowo-jonowej, którą umieszczono z tyłu pod przestrzenią ładunkową oraz nad zbiornikami wodoru. Dzięki temu utrzymano przestronność kabiny.

Dwa lata intensywnego rozwoju

Projekt wodorowego Hiluxa rozpoczął się na początku 2022 roku od wykonania studium wykonalności przez TMUK oraz TME, które wykazało zdecydowane atuty tego rodzaju napędu i pozwoliło uzyskać finansowanie przez brytyjski rząd za pośrednictwem Advanced Propulsion Center, organizacji pożytku publicznego specjalizującej się w rozwoju czystych technologii oraz nowych koncepcji z dziedziny mobilności.

Pomiędzy czerwcem 2022 roku a styczniem 2023 roku prowadzone były intensywne prace projektowe i rozwojowe, do projektu włączyli się partnerzy - Ricardo, ETL, D2H Advanced Technologies, Thatcham Research, a dodatkowe wsparcie zapewniła Toyota Motor Corporation.

Produkcja części, w tym spawanie podwozia na ramie, odbyła się między lutym a majem 2023 roku, jeszcze przed powstaniem pierwszego prototypu. W specjalnej przestrzeni zakładów TMUK wdrożono zasady Toyota Production System. Ricardo wspierał przygotowania do procesu produkcji, realizując zadania projektowe i rozwojowe, jednocześnie potwierdzając cały proces z zespołami z TMUK.

Pierwszy prototyp powstał w zaledwie trzy tygodnie, a kolejnych dziewięć egzemplarzy było gotowych przed intensywną fazą ewaluacji, która trwała od lipca do grudnia ubiegłego roku i obejmowała m.in. testy na torze. Obecnie dziesięć prototypów jest sprawdzanych w warunkach normalnego użytkowania oraz bierze udział w prezentacjach dla potencjalnych klientów. Jest to ostatni etap projektu badawczo-demonstracyjnego wodorowego Hiluxa.

Wodorowe partnerstwa Toyoty

Toyota rozpoczęła prace nad wodorowymi ogniwami paliwowymi w 1992 roku. Od tamtej pory koncern zebrał doświadczenia, stworzył oraz cały czas udoskonala technologię, a także wspiera jej adaptację w szeregu różnorodnych zastosowań w sektorze mobilności. W samej Europie Toyota bierze udział w ponad 20 różnych partnerstwach. Jednym z nich jest pięcioletni projekt dekarbonizacji europejskiej logistyki TME poprzez wdrożenie do floty ciężarówek VDL zasilanych ogniwami paliwowymi. Współpraca ma także przyspieszyć budowę wodorowej infrastruktury w Europie.

Od lutego 2021 roku Toyota wraz z firmą CaetanoBus wytwarza autobusy wykorzystujące ogniwa paliwowe, a z kolei francuska firma GCK, która zajmuje się zieloną mobilnością, wykorzystuje ogniwa paliwowe Toyoty do konwersji autokarów napędzanych silnikami Diesla. Te pojazdy będą jednym ze środków transportu dla ponad pięciu tysięcy gości igrzysk olimpijskich oraz paraolimpijskich w Paryżu.

Wraz z norweską firmą Corvus Toyota opracowała najbezpieczniejsze i najbardziej zaawansowane technologiczne ogniwa paliwowe do transportu morskiego. Z kolei bliska współpraca z Energy Observer zaowocowała pierwszym bezemisyjnym jachtem zasilanym wodorem, który jest także samowystarczalny energetycznie.

Ogniwa paliwowe Toyoty stosowane są także poza sektorem mobilności. EODev wykorzystuje je w swoich generatorach prądu z linii GEH2. W maju 2021 te urządzenia zapewniły zielony prąd dla efektownej, zielonej iluminacji wieży Eiffela w Paryżu.

Wodorowe ogniwa paliwowe Toyoty

Bazując na ogromnym doświadczeniu Toyota pracuje nad kolejną generacją wodorowych ogniw paliwowych, która ma mieć wiodące osiągi, wydłużony cykl życia oraz obniżone koszty.

Toyota doskonali technologię wodorowych ogniw paliwowych od 1992 roku. Model Mirai w 2015 roku stał się pierwszym masowo produkowanym wodorowym sedanem na świecie i wykorzystywał ogniwa paliwowe pierwszej generacji. Pięć lat później druga generacja tej technologii zadebiutowała w kolejnej odsłonie modelu Mirai i charakteryzowała się o 30% większym zasięgiem (650 km).

Kompaktowe moduły ogniw paliwowych Toyoty umożliwiają zastosowanie wodoru poza sektorem motoryzacyjnym. Najważniejsze podzespoły, w tym zestaw ogniw oraz komponenty odpowiedzialne za dostarczanie wodoru, powietrza, chłodzenia i jednostka sterująca, są zintegrowane w jednej obudowie – płaskiej i prostokątnej lub pudełkowatej, którą można łatwo zaadaptować do różnych produktów i zastosowań, co daje ogromną elastyczność.

Moduły ogniw paliwowych są składane w Europie w centrum badawczo-rozwojowym TME w Belgii, a linia produkcyjna charakteryzuje się najwyższym zaawansowaniem technologicznym oraz najwyższą jakością montażu. Hydrogen Factory Europe pozwoli na zwiększenie możliwości produkcyjnych ogniw paliwowych i jest blisko związana z innymi działaniami Toyoty w obszarze wodoru, co ma znaczenie dla globalnego zasięgu i obsługi.

Trzecia generacja ogniw paliwowych Toyoty jest kluczowym elementem planu na rzecz upowszechnienia wykorzystania wodoru. Sprzedaż nowych ogniw paliwowych ma ruszyć w latach 2026-2027. Te jednostki będą miały większą gęstość mocy, a zasięg pojazdów zwiększy się o 20%. Zaawansowanie technologiczne oraz zwiększony wolumen produkcji przyczynią się do obniżki kosztów.

Toyota prowadzi również badania nad potencjalnym skalowaniem technologii ogniw paliwowych poprzez oferowanie różnych mocy modułów, a także projektowanie zaawansowanych zbiorników na wodór o kształtach dostosowanych do konkretnego pojazdu.