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Toyota Mirai

El Toyota Mirai ( japonés :トヨタ・MIRAI , Hepburn : Toyota Mirai ) (de mirai (未来) , japonés para 'futuro') es un vehículo de pila de combustible de hidrógeno (FCV) de tamaño mediano fabricado por Toyota , y es el primer FCV que ser producido en masa y vendido comercialmente. [4] [5] [6] [7] [8] El Mirai se presentó en el Salón del Automóvil de Los Ángeles de noviembre de 2014 . [9] A noviembre de 2022 , las ventas globales ascendieron a 21.475 unidades; los mercados más vendidos fueron Estados Unidos con 11.368 unidades, Japón con 7.435 y el resto del mundo con 2.622. [10]

Según el ciclo de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA), el Mirai modelo 2016 tiene una autonomía total de 502 km (312 millas) con el tanque lleno. La clasificación de economía de combustible combinada equivalente a MPG en ciudad/carretera fue de 66 mpg -EE.UU. (3,6 L/100 km; 79 mpg -imp ), lo que convierte al Mirai en el vehículo de pila de combustible de hidrógeno con mayor eficiencia de combustible clasificado en ese momento por la EPA, y el que tiene mayor alcance. [11] En agosto de 2021, el Mirai de segunda generación estableció un récord mundial al viajar 1.360 km (845 millas) con un tanque lleno de 5,65 kg (12,5 lb) de hidrógeno. [ cita necesaria ]

Las ventas en Japón comenzaron el 15 de diciembre de 2014 a ¥6,7 millones (~ 57.400 dólares estadounidenses ) en las tiendas Toyota y Toyopet . El gobierno japonés planea apoyar la comercialización de vehículos de pila de combustible con un subsidio de 2 millones de yenes (~ 19.600 dólares estadounidenses ). [12] Las ventas minoristas en Estados Unidos comenzaron en agosto de 2015 a un precio de 57.500 dólares estadounidenses antes de cualquier incentivo gubernamental. Las entregas a clientes minoristas comenzaron en California en octubre de 2015. [13] Toyota programó lanzar el Mirai en el noreste de Estados Unidos en la primera mitad de 2016. [14] En junio de 2016 , el Mirai estaba disponible para ventas minoristas en el Reino Unido. , Dinamarca, Alemania, Bélgica y Noruega. [15] Los precios en Alemania comenzaron en 60.000 euros (~ 75.140 dólares estadounidenses ) más IVA ( 78.540 euros ). [dieciséis]

Historia

Concepto FCV

El Mirai se basa en el concept car Toyota FCV-R (Fuel Cell Vehicle) , que se presentó en el Salón del Automóvil de Tokio de 2011 [17] [18] y en el concept car Toyota FCV (Fuel Cell Vehicle), que se presentó en el Salón del Automóvil de Tokio 2013. [19] El concepto FCV presentado era un sedán azul brillante con forma de gota de agua "para enfatizar que el agua es la única sustancia que los automóviles propulsados ​​por hidrógeno emiten por sus tubos de escape". El FCV tiene una rejilla grande y otras aberturas para permitir la entrada de aire de refrigeración y oxígeno para uso de la pila de combustible . Según Toyota, el concepto FCV tiene una apariencia similar a la versión de producción esperada del automóvil. [20] El tamaño del FCV es similar al del Camry . [21] Se espera que el alcance del FCV sea de aproximadamente 700 km (430 millas) según el ciclo de prueba JC08 de Japón. [22]

Auto concepto Toyota FCV

Según Toyota, el FCV cuenta con un sistema de pila de combustible con una densidad de potencia de salida de 3,0 kW/L, que es el doble que la de su concepto anterior de pila de combustible, el Toyota FCHV-adv , entregando una potencia de salida de más de 100. kW , a pesar de una importante reducción del tamaño de las unidades. El FCV utiliza una pila de combustible pequeña y liviana patentada por Toyota y dos tanques de hidrógeno de alta presión de 70 MPa colocados debajo de la carrocería especialmente diseñada. El concepto Toyota FCV tiene capacidad para cuatro ocupantes. Para el lanzamiento al mercado a gran escala en 2015, se espera que el coste del sistema de pila de combustible sea un 95% menor que el del Toyota FCHV-adv 2008. [23]

El concepto FCV también utiliza partes de la tecnología Hybrid Synergy Drive de Toyota, incluido el motor eléctrico , la unidad de control de potencia y otras piezas y componentes de sus vehículos híbridos para mejorar la confiabilidad y minimizar los costos. [23] La tecnología híbrida también se utiliza para trabajar junto con la pila de combustible. A bajas velocidades, como en la conducción en ciudad, el FCV funciona como cualquier coche totalmente eléctrico utilizando la energía almacenada en su batería, que se carga mediante frenado regenerativo . A velocidades más altas, la pila de combustible de hidrógeno es la única que alimenta el motor eléctrico. Cuando se necesita más potencia, por ejemplo durante una aceleración repentina, la batería respalda el sistema de pila de combustible, ya que ambos trabajan juntos para proporcionar propulsión. [24]

En junio de 2014, Toyota presentó un FCV con un diseño exterior cercano al de producción, anunció detalles sobre los precios en Japón y fijó un lanzamiento en el mercado nacional antes de abril de 2015, con ventas iniciales limitadas a regiones donde se está desarrollando infraestructura de repostaje de hidrógeno. [25]

Línea de tiempo

Toyota FCHV-adv SUV
Mula de pruebas de pila de combustible de Toyota alimentando hidrógeno en Tokio.

Pruebas

Toyota comenzó a desarrollar pilas de combustible en Japón a principios de los años 1990 y ha desarrollado una serie de vehículos con pilas de combustible, sometiéndolos a más de 1.600.000 km (1.000.000 de millas) de pruebas en carretera.

Desde 2012, los vehículos de prueba con pilas de combustible han recorrido miles de kilómetros en las carreteras de América del Norte. Esto incluye pruebas en caliente en el Valle de la Muerte , pruebas en frío en Yellowknife , Canadá, subidas de colinas empinadas en San Francisco y viajes a gran altitud en Colorado . Los tanques de hidrógeno de fibra de carbono diseñados por Toyota también se han sometido a pruebas extremas para garantizar su resistencia y durabilidad en caso de accidente. [42]

Entre septiembre de 2015 y febrero de 2016, un Mirai recorrió 100.000 km (62.000 millas) en 107 días por diferentes carreteras de Hamburgo , utilizando poco más de una tonelada de hidrógeno. [43]

Toyota comenzó a probar dos celdas de combustible Mirai en un camión semirremolque eléctrico Clase 8 en el Puerto de Los Ángeles en 2017 como parte del Proyecto Portal . [44]

Primera generación (JPD10; 2014)

Especificaciones

Vista trasera

El Mirai utiliza el sistema de pila de combustible de Toyota (TFCS), que cuenta con tecnología de pila de combustible y tecnología híbrida , e incluye componentes patentados desarrollados por Toyota, incluida la pila de pila de combustible (FC), el convertidor de refuerzo FC y los tanques de hidrógeno de alta presión . El TFCS es más eficiente energéticamente que los motores de combustión interna [ se necesita aclaración ] y no emite CO 2 en el punto de operación ni sustancias preocupantes (SOC) cuando se conduce. El sistema acelera Mirai de 0 a 97 km/h ( 0 a 60 mph ) en 9,0 segundos y ofrece un tiempo de adelantamiento de 3 segundos de 40 a 64 km/h (25 a 40 mph). El repostaje del Mirai tarda entre 3 y 5 minutos, y Toyota esperaba una autonomía total de 480 km (300 millas) con el depósito lleno. [42] El Mirai tiene un botón etiquetado como H 2 O que abre una compuerta en la parte trasera, expulsando el vapor de agua que se forma a partir de la reacción de hidrógeno y oxígeno en la celda de combustible. [46] El volumen de H 2 O o agua de escape es de 240 ml por cada 4 km de carrera. [48] ​​[49]

El exceso de agua se bombea fuera del coche.

Al final del recorrido aún queda algo de agua en las tuberías. Usando el botón H 2 O , el agua del vehículo se bombea a través de las tuberías fuera del automóvil. El vídeo muestra el proceso después de unos 30 km (20 millas) de viaje.

Economía de combustible y alcance

Según el ciclo de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), el modelo Mirai del año 2016 tiene una autonomía de 502 km (312 millas) con el tanque lleno, con una clasificación de economía de combustible combinada en ciudad/carretera de 66 mpg -EE.UU. (3,6 L/ 100 km; 79 mpg -imp ) equivalente (equivalente a MPG). [11]

La declaración oficial de consumo de Toyota indica que el hidrógeno se consume a razón de 0,8 kg/100 km (2,8 lb/100 millas) en el ciclo combinado urbano/extraurbano. [ cita necesaria ]

Pila de pila de combustible

Corte de Mirai que muestra la unidad de control de potencia y el motor de tracción eléctrica en la parte delantera, la pila de combustible y el tanque de almacenamiento de hidrógeno en el medio, y la batería recargable de hidruro metálico de níquel arriba en la parte trasera.
La pila de combustible del Mirai

La primera generación del Toyota FC Stack alcanzó una potencia máxima de 114 kW (153 CV; 155 CV). La eficiencia de la generación de electricidad se mejoró mediante el uso de canales de flujo de malla fina 3D. Estos canales, una primicia mundial, según Toyota, se dispusieron en una fina estructura reticular tridimensional para mejorar la dispersión del aire (oxígeno), permitiendo así la generación uniforme de electricidad en las superficies de las células. Esto, a su vez, proporcionó un tamaño compacto y un alto nivel de rendimiento, incluida la densidad de salida de potencia líder en el mundo de 3,1 kW/L (2,2 veces mayor que la del modelo anterior de arrendamiento limitado Toyota FCHV-adv), o 2,0kW/kg. Cada pila consta de 370 celdas (apilamiento de una sola línea), con un espesor de celda de 1,34 mm (0,05 pulgadas) y un peso de 102 gramos (3,6 oz). La pila compacta Mirai FC genera aproximadamente 160 veces más energía que las pilas de combustible residenciales que se venden en Japón. [42] El Mirai tiene un nuevo convertidor compacto (13 litros (2,9 imp gal; 3,4 US gal)), de alta eficiencia y alta capacidad, desarrollado para aumentar el voltaje generado en el Toyota FC Stack a 650 voltios. [42]

Tanques de hidrógeno de alta presión

El tanque de hidrógeno de alta presión del Mirai y la batería recargable en la parte superior

El Mirai dispone de dos depósitos de hidrógeno con una estructura de tres capas de plástico reforzado con fibra de carbono compuesta por nailon 6 de Ube Industries [50] y otros materiales. Los tanques son de 122 litros (27 imp gal; 32 gal EE.UU.) combinados, [51] y almacenan hidrógeno a 70 MPa (10.000 psi). Los tanques tienen un peso combinado de 87,5 kg (193 lb), [45] [42] y 5 kg (11 lb) de capacidad.

Motor de tracción eléctrica y batería.

Los componentes híbridos de última generación de Toyota se utilizaron ampliamente en el sistema de propulsión de pila de combustible, incluido el motor eléctrico , el control de potencia y la batería principal. El motor de tracción eléctrica entrega 113 kilovatios (152 hp; 154 PS) y 335 N⋅m (247 lbf⋅ft) de torque. El Mirai tiene una batería recargable de tracción de hidruro metálico de níquel (NiMH) sellada de 245 V (1,6 kWh ) , similar a la que se usa en el Camry híbrido . [46] [47] [42]

Seguridad

Interior

En el Centro Técnico Higashi-Fuji de Toyota , el Mirai ha sido sometido a extensas pruebas de choque para evaluar un diseño destinado específicamente a abordar impactos frontales, laterales y traseros y proporcionar una excelente protección a los ocupantes del vehículo. También se ha logrado un alto nivel de seguridad en caso de colisión para ayudar a proteger la pila de combustible y los tanques de alta presión contra la deformación de la carrocería. Se afirma que los tanques de hidrógeno de alta presión tienen un excelente rendimiento, resistencia y durabilidad para prevenir la permeación de hidrógeno. Los sensores de hidrógeno brindan advertencias y pueden cerrar las válvulas de cierre principales del tanque. Los tanques de hidrógeno y otras piezas relacionadas con el hidrógeno están ubicados fuera de la cabina para garantizar que, en caso de una fuga de hidrógeno, se disipe fácilmente. La estructura del vehículo está mejorada con polímeros reforzados con fibra de carbono de Toray [52] y está diseñada para dispersar y absorber la energía del impacto en múltiples partes para garantizar un rendimiento de seguridad de alto impacto que protege el Toyota FC Stack y los tanques de hidrógeno de alta presión durante las colisiones frontales. , impactos laterales o traseros. [42]

Segunda generación (JPD20; 2020)

El Mirai de segunda generación se presentó en octubre de 2019 [56] y salió a la venta en diciembre de 2020. Tiene como objetivo un aumento del 30 por ciento en la autonomía con una mayor capacidad de hidrógeno. [41]

En abril de 2021, Toyota anunció que ofrecería su sistema de asistencia al conductor de nivel 2 "Teammate" en el Mirai. El sistema ofrece dos modos, Advanced Drive y Advanced Park. Advanced Drive proporciona conducción sin intervención en carreteras admitidas con un sistema de monitoreo del conductor que verifica que el operador mantenga la vista en la carretera. Advanced Park es un sistema avanzado de asistencia al aparcamiento . [57] [58]

En marzo de 2023, el Mirai recibió un nuevo sistema de información y entretenimiento. [59]

Seguridad

EuroNCAP

En septiembre de 2021, el Mirai de segunda generación obtuvo una calificación general de cinco estrellas Euro NCAP . [60]

El coche recibió una puntuación de 33,8 puntos (88%) para adultos, 42 puntos (85%) para niños ocupantes, 43,7 puntos (80%) para peatones y 13,2 puntos (82%) para asistencia de seguridad.

Infraestructura

La estación de servicio de hidrógeno True Zero de Saratoga, California , llenando un Toyota Mirai mientras un camión de reparto de hidrógeno SmartFuel de Air Products recarga la estación
La estación de combustible de hidrógeno Linde en Mountain View, California, con un camión de reparto de hidrógeno líquido Linde y un Toyota Mirai repostando

En enero de 2013 , Japón contaba con diez estaciones de demostración de abastecimiento de hidrógeno . [61] Toyota operó tres de estas estaciones. [62] Para apoyar la comercialización de vehículos de pila de combustible de hidrógeno por parte de Toyota y otros fabricantes, el gobierno japonés anunció el objetivo de construir aproximadamente 100 estaciones de servicio de hidrógeno para marzo de 2016 en las ciudades japonesas donde se lanzarían inicialmente los vehículos. [63] En mayo de 2016, había aproximadamente 80 estaciones de servicio de hidrógeno en Japón. [64]

California tenía diez estaciones de servicio de hidrógeno en 2015, y el gobierno proporcionó alrededor de 47 millones de dólares para 28 estaciones adicionales allí. [21] En diciembre de 2017, hay 19 estaciones de hidrógeno True Zero [65] y 33 estaciones de hidrógeno en total operando en California. [66]

A partir de 2023 , la provincia de Columbia Británica en Canadá tiene 3 estaciones de hidrógeno en Metro Vancouver , una en Victoria y una estación en Kelowna . [67]

Producción

La producción de piezas de pilas de combustible comenzó en la fábrica de Toyota Boshoku en noviembre de 2014. [68]

Mercados y ventas

Insignia trasera del Toyota Mirai estadounidense con la pegatina blanca de acceso al carril HOV de California

En enero de 2015, se anunció que la producción del vehículo de pila de combustible Mirai aumentaría de 700 unidades en 2015 a aproximadamente 2000 en 2016 y 3000 en 2017. [77] En diciembre de 2017 , las ventas globales ascendieron a 5300 Mirais. Los principales mercados de ventas fueron Estados Unidos con 2.900 unidades, Japón con 2.100 y Europa con 200. [78]

Japón

Las ventas en Japón comenzaron el 15 de diciembre de 2014. [79] El precio comienza en ¥ 6.700.000 (~ 57.400 dólares EE.UU. ) antes de impuestos y un incentivo gubernamental de ¥ 2.000.000 (~ 19.600 dólares EE.UU. ). [12] Inicialmente las ventas se limitan a clientes gubernamentales y corporativos. En diciembre de 2014 , los pedidos nacionales ya habían superado los 400 Mirais, superando el objetivo de ventas del primer año de Japón y, como resultado, hay una lista de espera de más de un año. [79] Las dimensiones del Mirai lo colocan en una categoría impositiva más alta descrita en las regulaciones de dimensiones del gobierno japonés , y el peso del vehículo también se grava anualmente durante la obligación anual del impuesto de circulación .

El gobierno japonés también proporciona un subsidio del 50% de los costos de instalación, con ¥ 7.200.000.000 (~ 61,7 millones de dólares EE.UU. ) asignados para el año fiscal 2014. [80] Una estación de hidrógeno en Japón cuesta ¥ 280.000.000 (~ 2,4 millones de dólares EE.UU. ), que es alrededor de ¥ 150.000.000 (~ US$ 1,29 millones ) más que en Europa, lo que permite materiales más genéricos. [ cita necesaria ]

Toyota entregó el primer Mirai comercializado en la Residencia Oficial del Primer Ministro y anunció que recibió 1.500 pedidos en Japón en un mes después de que comenzaran las ventas el 15 de diciembre de 2014, frente a un objetivo de ventas de 400 durante 12 meses. [81] [82] A mediados de febrero de 2017, se habían vendido alrededor de 1.500 Mirais en Japón, [83] y un total de alrededor de 2.100 a finales de 2017. [78]

Estados Unidos

Las entregas minoristas del Mirai en EE. UU. comenzaron en octubre de 2015. [13]

Las primeras 57 unidades se entregaron a clientes minoristas en California en octubre y noviembre de 2015. [13] Toyota esperaba lanzar el Mirai en los cinco estados del noreste en la primera mitad de 2016, pero no se construyó infraestructura de abastecimiento de hidrógeno en la región. Toyota se comprometió a proporcionar combustible de hidrógeno gratuito durante los primeros tres años a los compradores iniciales del Mirai, como lo hizo Hyundai con los arrendatarios de su Hyundai Tucson-ix35 Fuel Cell en California. [14] [84]

En el mercado estadounidense, el Toyota Mirai modelo 2016 tenía un precio inicial de 57.500 dólares antes de cualquier incentivo gubernamental, y estaba disponible una opción de arrendamiento por 36 meses con un pago inicial de 3.649 dólares y una tasa de arrendamiento de 499 dólares por mes. [14] [84] [85] Varios estados han establecido incentivos y exenciones fiscales para los vehículos de pila de combustible. [86] [87] Como vehículo de cero emisiones (ZEV), el Mirai es elegible para un reembolso de compra en California de 5.000 dólares estadounidenses a través del Proyecto de reembolso de vehículos limpios . [87] El crédito fiscal federal para vehículos de pila de combustible expiró originalmente el 31 de diciembre de 2014, [84] [88] pero se extendió retroactivamente hasta el 31 de diciembre de 2016. [88] En septiembre de 2016, Toyota había reducido el pago inicial de los EE.UU. $3,649 a US$2,499 y precio de arrendamiento a US$349 /mes con varios beneficios, [89] y vendió 710 Mirais. [90]

En diciembre de 2017 , las ventas en Estados Unidos ascendieron a unos 2900 Mirais. [78] Las ventas en California superaron la marca de 3.000 unidades en enero de 2018, donde había 31 estaciones minoristas de hidrógeno en funcionamiento. [91] En enero de 2018 , las ventas de Mirai representaban más del 80% de todos los vehículos de pila de combustible de hidrógeno en circulación en los Estados Unidos. [91]

Canadá

En enero de 2018, Toyota Canadá anunció que el Mirai para el mercado canadiense estaría disponible por primera vez en Quebec , de acuerdo con el estándar de vehículos de cero emisiones del gobierno provincial adoptado el mes anterior. [92] Anteriormente, una flota de 50 vehículos Mirai había sido probada internamente por el gobierno de Quebec bajo la dirección del Ministro de Recursos Naturales de Quebec , Pierre Moreau . Las primeras [93] demostraciones públicas del vehículo tuvieron lugar en el Salón Internacional del Automóvil de Montreal de enero de 2018 . [94] Toyota se está asociando, entre otros organismos, con el Ministerio de Energía de Quebec y con Hydro-Québec para introducir una infraestructura de abastecimiento de hidrógeno en la provincia. [95]

Europa

El lanzamiento al mercado en Europa fue en septiembre de 2015 [14] y el Reino Unido se convirtió en el primer país en vender un Mirai fuera de Japón, entregando el primer automóvil a ITM Power . [96] Alemania y Dinamarca también estuvieron en el primer grupo de países europeos donde se lanzó el Mirai, seguidos por mercados adicionales en 2017. [16] En Alemania, el precio comenzó en 60.000 € (~ 75.140 dólares estadounidenses ) más IVA . [16] A partir de diciembre de 2019 , el Mirai está disponible para ventas minoristas en la mayor parte de Europa, incluido el Reino Unido, Dinamarca, Alemania, Bélgica, Francia, Países Bajos, Italia, España, Suecia y Noruega. [15] Se habían vendido alrededor de 640 Mirai en Europa a finales de 2019. Copenhague añadió 100 taxis en 2021. [97]

El ex presidente del Parlamento Europeo, Pat Cox, estimó que Toyota perdería inicialmente entre 50.000 y 100.000 euros ( entre 60.000 y 133.000 dólares estadounidenses al tipo de cambio de 2014) por cada Mirai vendido en 2015. [98]

Reconocimiento

Richard Bremner con el Toyota Mirai, el primer JOG to LE Hydrogen Fuel Cell Car en John O'Groats
Jon Hunt con el Toyota Mirai, el primer JOG to LE Hydrogen Fuel Cell Car en Land's End

El Toyota Mirai ganó el premio World Green Car of the Year 2016 , anunciado en el Salón Internacional del Automóvil de Nueva York de 2016 . [99]

En abril de 2018, el Mirai se convirtió en el primer vehículo eléctrico de pila de combustible propulsado por hidrógeno en viajar a lo largo de Gran Bretaña desde John O'Groats en Escocia hasta Land's End en Inglaterra ( Land's End to John o' Groats ), un hito histórico en el automovilismo británico. [100] Conducidos por Richard Bremner y Luc Lacey de la revista Autocar y Jon Hunt de Toyota, comenzaron el viaje desde Kirkwall en las Islas Orcadas. Para llegar a la infraestructura de reabastecimiento de hidrógeno en ese momento viajaron a través de Aberdeen, Sunderland, [101] Rotherham y Beaconsfield cubriendo 1.785 km (1.109 millas) a una velocidad promedio de 90 km/h (56 mph). El viaje duró 19 horas y 40 minutos con un consumo de hidrógeno de 0,9 kg cada 100 km (16,1 kg de hidrógeno consumido). [102]

El Mirai de segunda generación fue premiado en mayo de 2021 por la Prensa Hispana Motor como 'Tecnología Automotriz del Año', destacando los compromisos hacia las cero emisiones y Toyota Safety Sense. [103]

Marketing

Insignia " FUEL CELL " de Toyota utilizada en el Mirai

En 2015, Toyota lanzó Fueled By... , una serie de comerciales en video para el Mirai que muestran cómo el hidrógeno para alimentar celdas de combustible como las que usa el Mirais podría provenir de varias fuentes inesperadas. [104] El último comercial, Impulsado por el futuro , presenta a Michael J. Fox , Christopher Lloyd y la personalidad científica de YouTube Go Tech Yourself. Recuerda la franquicia Regreso al futuro e ilustra cómo la idea de convertir basura en combustible (que se había introducido con el reactor "Mr. Fusion" que el Dr. Emmett Brown (Lloyd) había traído del futuro al final de la primera película) se había hecho realidad. El comercial se lanzó el 21 de octubre, la misma fecha de 2015 en Regreso al futuro II cuando viajaron Marty McFly (Fox), Jennifer Parker ( Claudia Wells / Elisabeth Shue ) y Brown.

recuerda

El 15 de febrero de 2017, Toyota retiró del mercado aproximadamente 2.800 automóviles Mirai de cero emisiones en circulación debido a problemas con el voltaje de salida generado por su sistema de pila de combustible. Según Toyota, en condiciones de conducción únicas, como si se pisa el pedal del acelerador hasta la posición completamente abierta después de conducir en un descenso largo mientras se usa el control de crucero, existía la posibilidad de que el voltaje de salida generado por el convertidor elevador de celda de combustible pudiera exceder el voltaje máximo. Los concesionarios Toyota anunciaron que actualizarán el software del sistema de pila de combustible sin coste alguno para el cliente, afirmando que el proceso tardará aproximadamente media hora. [105] [106]

Ver también

Referencias

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