Prelomni projekt izdelave poltovornjaka Hilux na vodikove gorivne celice je prešel v naslednjo in zaključno fazo. Toyota je tako postavila še en mejnik na poti do brezogljične prihodnosti. 

Od predstavitve prvega prototipa septembra 2023 so Toyota in njeni konzorcijski partnerji ob podpori sredstev vlade Združenega kraljestva dosegli intenzivno fazo ocenjevanja in predstavitve.

Najnovejši mejnik v tem skupnem razvojnem projektu še dodatno dokazuje širino Toyotine velikopotezne strategije na poti do ogljične nevtralnosti, ki se opira na različne rešitve pogonskih sklopov (hibridni električni pogon, priključni hibridni električni pogon, baterijski električni pogon, električni pogon na gorivne celice in e-goriva) za različne potrebe uporabnikov in lokalno infrastrukturo.

V tovarni Toyota Motor Manufacturing UK (TMUK) v Derbyju v Združenem kraljestvu je bilo izdelanih 10 prototipov Hiluxa na gorivne celice. Na petih vozilih potekajo stroga testiranja na terenu, da bi ocenili varnost, zmogljivost, funkcionalnost in vzdržljivost ter zbrali podatke testnih voženj v resničnih razmerah. Ostalih pet vozil je vključenih v predstavitve za stranke in medije, med drugim na prihajajočih olimpijskih in paralimpijskih igrah v Parizu leta 2024. S približevanjem tehnologije vodikovih gorivnih celic kupcem Toyota postavlja temelje za uspešen prometni sektor

na vodikov pogon v prihodnosti.

Skupaj s Toyotinimi 30-letnimi raziskavami in razvojem na področju vodikovih gorivnih celic bodo znanje in izkušnje iz projekta Hilux prispevale k naslednji generaciji tehnologije gorivnih celic, ki bo zagotavljala daljšo življenjsko dobo, večji doseg vozil in znatno nižje stroške.

Toyota pričakuje, da bo zaradi večanja potreb po različnih oblikah mobilnosti in proizvodnje električne energije Evropa do leta 2030 postala eden največjih trgov za vodikove gorivne celice. Zato je podjetje Toyota Motor Europe (TME) decembra 2023 napovedala poslovno enoto Hydrogen Factory Europe, ki bo predstavlja Toyotin koordiniran pristop h komercializaciji te tehnologije, od razvoja in proizvodnje do prodaje in poprodajnih storitev. 

Projekt prototipa Hiluxa na gorivne celice je pomemben mejnik za nadaljnjo rast vodikove tehnologije ter spodbujanje širitve vodikovih ekosistemov in infrastrukture po vsej Evropi.

Profil vozila

Na podlagi legendarnega Toyota Hiluxa, ki je znan po svoji kakovosti, vzdržljivosti in zanesljivosti (QDR) na najtežjih terenih na svetu, prototip Toyota Hilux na vodikove gorivne celice dokazuje, kako je mogoče tehnologijo gorivnih celic vgraditi v poltovornjak.

Od prve predstavitve leta 1968 je Hilux vedno znova dokazoval svojo nepremagljivost, saj je osvojil severni tečaj, islandske vulkane in Antarktiko ter trikrat zmagal na reliju Dakar. Hilux na gorivne celice ohranja ta edinstveni DNK in hkrati zre v brezogljično prihodnost.

Na zunaj je Hilux na gorivne celice enakih dimenzij in robustnega videza kot najnovejši Hilux. V izvedbi podaljšane kabine je dolg 5325 mm, širok 1855 mm in visok 1810 mm, pod površjem pa ga kot pionirja odlikuje Toyotina tehnologija gorivnih celic.

Za pogon se uporabljajo ključni elementi Toyota Miraia – tehnologije, ki je svojo kakovost dokazal v skoraj desetletju komercialne proizvodnje, odkar je Toyota leta 2015 predstavila prvo masovno proizvedeno limuzino na vodikove gorivne celice na svetu. 

Hiluxov doseg na gorivne celice bo predvidoma znašal do 600 km, kar je več, kot bi bilo mogoče doseči z baterijsko električnim pogonom. Zaradi majhne teže vodika je mogoče doseči večjo nosilnost in vlečno zmogljivost v primerjavi z drugimi alternativami brez emisij.

Vodik je shranjen v treh visokotlačnih rezervoarjih, po 2,6 kg vsak, s skupno zmogljivostjo 7,8 kg. Rezervoarji so vgrajeni v letvasto šasijo. 

Sklad gorivnih celic s polimernim elektrolitom vsebuje 330 celic in je nad sprednjo os. Hilux na gorivne celice ima pogon na zadnji kolesi prek elektromotorja na zadnji osi, ki zagotavlja največjo moč 134 kW (182 KM) in največji navor 300 Nm. Med vožnjo gorivne celice ne proizvajajo izpušnih plinov, temveč le čisto vodo.

Litij-ionska hibridna baterija, ki shranjuje električno energijo, proizvedeno v vgrajeni gorivni celici, je nameščena v zadnjem delu vozila nad rezervoarji za vodik. S tem ne prihaja do izgube prostora v kabini.

Pregled projekta

Projekt prototipa Hilux na vodikove gorivne celice, ki se je začel s študijo izvedljivosti v začetku leta 2022, da bi se z reprezentativnim prototipnim vozilom prikazale prednosti vodika, je hitro prešel v svojo zaključno fazo.

Študija izvedljivosti, ki sta jo izvedli podjetji TMUK in TME, je omogočila posledično financiranje s strani vlade Združenega kraljestva prek neprofitne organizacije Advanced Propulsion Centre, ki podpira razvoj čistejših tehnologij in novih konceptov mobilnosti.

Od julija 2022 do januarja 2023 je potekal intenziven program oblikovanja in razvoja, v katerem so sodelovala konzorcijska partnerska podjetja Ricardo, ETL, D2H Advanced Technologies, Thatcham Research z dodatno podporo Toyota Motor Corporation.

Proizvodnja delov, vključno z varjenjem okvirja šasije, je potekala med februarjem in majem 2023, pred izdelavo prototipa, ki je sledila načelom Toyotinega proizvodnega sistema na posebnem območju znotraj TMUK. Podjetje Ricardo je pomagalo pri pripravah na izdelavo prototipa, izvajalo naloge oblikovanja in razvoja ter skupaj z ekipami iz TMUK potrdilo celoten proizvodni proces.

Izdelava prototipa je potekala med junijem in julijem 2023. Prvo vozilo je bilo končano v samo treh tednih. Pred temeljito fazo ocenjevanja, ki je potekala od julija do decembra lani in je vključevala preizkusno napravo in testiranje na stezi, je bilo izdelanih še dodatnih devet prototipov. 

Teh deset prototipov se zdaj testira na terenu, hkrati pa potekajo tudi aktivnosti za vključevanje strank, s katerimi se bo zaključila zadnja faza tega raziskovalnega in predstavitvenega projekta Hilux na gorivne celice.

Rešitve na vodik

Od začetka razvoja vodikovih gorivnih celic leta 1992 je Toyota širila znanje o tej tehnologiji in spodbujala njeno uvedbo na različnih področjih mobilnosti, pri čemer v Evropi trenutno poteka več kot 20 tovrstnih partnerstev.

Med njimi je tudi petletni test s tovornjaki VDL na vodikov pogon, ki bo razogljičil Toyotine logistične dejavnosti in spodbudil nadaljnji razvoj trajnostne vodikove infrastrukture po Evropi. 

Od julija 2021 Toyota s partnerskim podjetjem CaetanoBus izdeluje avtobuse na gorivne celice, medtem ko francosko podjetje GCK, ki se ukvarja s čisto mobilnostjo, uporablja Toyotine module gorivnih celic za predelavo desetih dizelskih avtobusov v vozila brez izpušnih plinov in zagotovitev prevoza več kot 5000 obiskovalcem olimpijskih in paralimpijskih iger v Parizu leta 2024.

V okviru partnerstva z norveškim podjetjem Corvus je bil razvit eden najvarnejših in najnaprednejših razpoložljivih sistemov gorivnih celic za plovila. Poleg tega je Toyota tesno sodelovala s podjetjem Energy Observer, da bi izdelala prvo plovilo na vodikov pogon brez emisij, ki je energetsko samozadostno.  

Toyotine gorivne celice se uporabljajo tudi v drugih komponentah, kot so modularne gorivne celice, ki so osnova generatorjev GEH2 Toyotinega partnerja EODev. Maja 2021 so ti generatorji osvetlili Eifflov stolp v Parizu z zeleno trajnostno svetlobo. 

Toyotin razvoj vodikovih gorivnih celic

Toyota na podlagi svojih bogatih izkušenj razvija naslednjo generacijo vodikovih gorivnih celic, ki naj bi z daljšo življenjsko dobo in nižjimi stroški postala vodilna na področju zmogljivost v tej branži. 

Toyota je tehnologijo izpopolnjevala vse od leta 1992. Leta 2015 je Mirai postal prva masovno proizvedena limuzina na vodikove gorivne celice na svetu, s Toyotinimi gorivnimi celicami prve generacije. Pet let pozneje je bila v novem Miraiju predstavljena druga generacija gorivnih celic, ki je doseg povečala za 30 % in sicer na približno 650 km.

Da bi potencial uporabe vodika razširila tudi na druga vozila, je Toyota svoje gorivne celice spravila v kompaktno modularno obliko. Glavne komponente – sklad gorivnih celic in komponente za dovod zraka, dovod vodika, hlajenje in nadzor moči – so integrirane v kompaktni obliki, ki jo je mogoče hitro in enostavno prilagoditi različnim produktom in uporabam. Moduli so na voljo v obliki škatle ali ravne pravokotne oblike, kar omogoča večjo prilagodljivost in lažje prilagajanje novim uporabam.

Ti moduli gorivnih celic se sestavljajo lokalno v Evropi, v centru za raziskave in razvoj podjetja TME v Belgiji, na montažni liniji, ki združuje napredne tehnologije in visokokakovostno montažo. Hydrogen Factory Europe namerava proizvesti vedno več sistemov gorivnih celic in se tesno povezuje z drugimi Toyotinimi dejavnostmi na področju vodika, s čimer cilja na globalni doseg in storitve.

Ključni element Toyotinega načrta za širitev uporabe vodika je nova tehnologija gorivnih celic tretje generacije, ki je trenutno v razvoju in katere prodaja je načrtovana za obdobje 2026 do 2027. Te enote bodo zagotavljale večjo gostoto moči in pričakovano 20-odstotno izboljšanje dosega vožnje. S tehničnim napredkom in večjimi proizvodnimi kapacitetami lahko uspe stroške zmanjšati za več kot tretjino. 

Nadaljnje raziskave preučujejo tudi možnosti širitve skladov gorivnih celic z različno močjo in zasnovo rezervoarjev kompleksnih oblik, ki so združljivi z vozili različnih velikosti.

O članih konzorcija

Toyota Motor Manufacturing UK (TMUK) proizvaja modele Corolla kombilimuzina, Touring Sports in komercialne modele v proizvodnem centru v Burnastonu v Derbyshiru ter hibridne motorje v tovarni v Deesidu v Severnem Walesu. TMUK je začel s proizvodnjo leta 1992 kot Toyotina prva lastna proizvodna podružnica v Evropi in je postala prva lokacija družbe za proizvodnjo hibridnih električnih vozil zunaj Japonske. Toyota je doslej v svoje proizvodne dejavnosti v Združenem kraljestvu vložila več kot 2,75 milijarde funtov. TMUK trenutno zaposluje več kot 3000 ljudi in podpira številna druga delovna mesta v svoji široki mreži dobaviteljev v Združenem kraljestvu.

Ricardo je globalno strateško inženirsko in okoljsko svetovalno podjetje, specializirano za promet, energijo in redke vire. Ricardo je podprlo tehnično integracijo komponent gorivnih celic v šasijo Hiluxa.

ETL (European Thermodynamics) je zavezano k zagotavljanju visoko integriranih toplotnih rešitev z odličnostjo na področju oblikovanja in inovacij. ETL je preučeval reverzibilne in večventilatorske komponente.

D2H Advanced Technologies nudi visokotehnološke inženirske storitve na področju simulacij, modeliranja, aerodinamike, termodinamike in oblikovanja za motošport in druge visokozmogljive industrije. D2H je zaključil analizo CFD, da bi ugotovil, kje so možne izboljšave.

Thatcham Research, ki se ukvarja z raziskovanjem tveganj v avtomobilski industriji ter z razumevanjem priložnosti in tveganj nove tehnologije vozil, je projekt podprlo z zagotavljanjem trajnostnega svetovanja pri popravilih in pripravo usposabljanj o vodiku za trg popravil.

                                                                                                                                                                                                                                                                                   

VIR: Toyota Adria