Prvé vodíkové Toyoty Hilux sa už testujú na cestách

Päť ďalších vozidiel bolo nasadených do poloprevádzky so zapojením zákazníkov a zástupcov médií vrátane uplatnenia počas nadchádzajúcich olympijských a paralympijských hier v Paríži 2024.

Palivové články novej generácie po 30 rokoch výskumu a vývoja ponúknu dlhší životný cyklus, dlhší reálny dojazd vozidiel a výrazne nižšie náklady.

Priekopnícky projekt slávneho pick-upu Hilux tak postúpil do poslednej a konečnej fázy, predstavujúcej ďalší míľnik Toyoty na jej ceste do budúcnosti bez uhlíkových emisií.

Po uvedení prvého prototypu vozidla v septembri 2023 Toyota v spolupráci s ďalšími členmi konzorcia s finančnou podporou britskej vlády dospela do fázy intenzívneho vyhodnocovania a poloprevádzkového nasadenia prototypov.

Toyota presadzuje široký multi-technologický prístup k uhlíkovej neutralite s využitím rôznorodých riešení pohonu – hybridného elektrického, plug-in hybridného, batériového elektrického, palivových článkov a e-palív.

Podľa predpokladov Toyoty bude Európa do roku 2030 jedným z najväčších trhov s vodíkovými palivovými článkami vrátane stabilného rozvoja rôznych aplikácií v oblasti mobility a výroby elektrickej energie.

V decembri 2023 Toyota Motor Europe (TME) oznámila spustenie činnosti podniku Hydrogen Factory Europe, ktorý predstavuje koordinované obchodné využívanie vodíkovej technológie a systémov so zahrnutím všetkých aktivít od vývoja a výroby cez predaj až po popredajné činnosti.

Projekt zahŕňajúci prototypy modelu Hilux na palivové články je dôležitým odrazovým mostíkom k ďalšiemu rozvoju vodíkovej technológie a podpore rozbehu vodíkových ekosystémov a infraštruktúry v celej Európe.

Prototyp Toyoty Hilux na vodíkové palivové články, vychádzajúci z legendárnej Toyoty Hilux s neotrasiteľnou povesťou kvality, odolnosti a spoľahlivosti aj za najnáročnejších podmienok na tejto planéte, má ambície predstaviť možnosti začlenenia technológie palivových článkov do vozidiel kategórie pick-up.

Hilux už od svojej premiéry v roku 1968 mnohokrát preukázal svoju neporaziteľnosť, či už pri úspešnom dobývaní severného pólu, zdolávaní sopiek Islandu, prekonávaní Antarktídy či troch víťazných ťaženiach na Rely Dakar. Hilux poháňaný palivovými článkami si zachoval svoju nekompromisnú genetickú výbavu a zároveň nahliada do budúcnosti bez uhlíkových emisií.

Z vonkajšieho pohľadu má Hilux na palivové články rovnaké rozmery a robustný vzhľad ako najnovší model Toyoty Hilux. V karosárskej verzii Extra Cab je 5 325 mm dlhý, 1 855 mm široký a 1810 mm vysoký, ale pod povrchom sa ukrýva priekopnícka technológia palivových článkov od Toyoty.

Výkon zaisťujú hlavné komponenty technológie pohonu Toyoty Mirai – vozidla, ktoré za bezmála dekádu komerčnej výroby jednoznačne preukázalo svoje kvality (celosvetovo prvý sériovo vyrábaný sedan na vodíkové palivové články uviedla Toyota v roku 2015).

Hilux na palivové články by mal mať dojazd až 600 km – teda viac, než by bolo možné dosiahnuť s batériovým systémom pohonu. Ďalšou výhodou je, že vďaka nízkej hmotnosti vodíka má vozidlo vyššiu užitočnú hmotnosť s vyššou ťažnou kapacitu než iné bezemisné alternatívy.

Vodík je uložený v troch vysokotlakových zásobníkoch s kapacitou po 2,6 kg, celková kapacita tak predstavuje 7,8 kg. Zásobníky sú zabudované do rebrinového rámu vozidla.

Súprava palivových článkov na báze polymérneho elektrolytu obsahuje 330 článkov a je upevnená nad prednou nápravou. Hilux s palivovými článkami má pohon zadných kolies prostredníctvom elektromotora na zadnej náprave, pričom ústrojenstvo disponuje maximálnym výkonom 134 kW (182 k) a najvyšším krútiacim momentom 300 Nm. Vozidlo poháňané palivovými článkami počas jazdy neprodukuje žiadne výfukové emisie, iba čistú vodu.

Lítiovo-iónová hybridná batéria, do ktorej sa ukladá elektrina vyrábaná pomocou palivových článkov, je zabudovaná pod ložnou plochu pick-upu nad vodíkovými zásobníkmi. Nezaberá tak žiadne miesto v kabíne.

Projekt prototypu modelu Hilux na vodíkové palivové články bol spustený na začiatku roku 2022 spracovaním štúdie realizovateľnosti. Podieľali sa na nej spoločnosti TMUK a TME a podarilo sa získať finančnú dotáciu britskej vlády prostredníctvom Centra pre pokročilé pohony (APC), neziskovej organizácie podporujúcej vývoj čistejších technológií a nových koncepcií v oblasti mobility.

Od júla 2022 od januára 2023 následne prebiehal intenzívny program konštrukcie a vývoja s ďalšími partnermi konzorcia – spoločnosťami Ricardo, ETL, D2H Advanced Technologies, Thatcham Research – a s dodatočnou podporou zo strany Toyota Motor Corporation.

Od februára do mája 2023 prebiehala výroba dielov vrátane zvárania podvozkového rámu a následne bol vyrobený prototyp v súlade so zásadami systému výroby TPS (Toyota Production System) vo vyhradených priestoroch závodu TMUK. Firma Ricardo zaistila prípravu výroby prototypu v podobe konštrukčných a vývojových úloh, resp. overenie kompletného výrobného postupu spoločne s tímami TMUK.

Od júna do júla 2023 prebiehala výroba prototypu a už za tri týždne bolo dokončené prvé vozidlo. Od júla do decembra 2023 vzniklo deväť ďalších prototypov a nasledovala dôkladná fáza vyhodnocovania vrátane skúšobnej stolice a testovania na testovacej trati.

Uvedená desiatka prototypov teraz absolvuje prevádzkové skúšky so spoluúčasťou zákazníkov a testovaním Hiluxu s palivovými článkami sa posledná fáza výskumného a poloprevádzkového projektu uzavrie.

Toyota už od začiatku vývoja vodíkových palivových článkov v roku 1992 rozširuje know-how súvisiaci s touto technológiou a podporuje jej nasadenie naprieč rôznymi oblasťami mobility, kam spadá aj viac než 20 aktuálne prebiehajúcich projektov spolupráce na poli vodíka s ďalšími partnermi.

Ide napríklad o päťročný skúšobný projekt vodíkových nákladných vozidiel VDL s cieľom dekarbonizovať logistické operácie Toyoty a podporiť ďalší rozvoj udržateľnej vodíkovej infraštruktúry naprieč Európou.

Od júla 2021 Toyota pod spoločnou značkou s partnerskou firmou CaetanoBus vyrába autobusy poháňané palivovými článkami. Francúzsky špecialista na čistú mobilitu GCK s využitím modulov palivových článkov od Toyoty konvertuje desať naftových diaľkových autobusov na autobusy s nulovými výfukovými emisiami, aby zaistil dopravu pre viac než 5 000 návštevníkov počas olympijských a paralympijských hier Paríž 2024.

Výsledkom partnerskej spolupráce s nórskou spoločnosťou Corvus je jeden z najbezpečnejších a najpokročilejších systémov palivových článkov v odvetví námornej dopravy. Toyota ďalej v spolupráci so spoločnosťou Energy Observer vytvorila prvé vodíkom poháňané bezemisné plavidlo nezávislé od vonkajšieho zdroja energie.

Palivové články Toyota sa používajú aj mimo oblasti mobility – ide napríklad o modulárne palivové články, na ktorých sú postavené generátory GEH2 partnerského výrobcu EODev. V máji 2021 sa tieto generátory použili na osvetlenie Eiffelovej veže v Paríži zeleným udržateľným svetlom.

Toyota na základe svojich bohatých skúseností vyvíja vodíkové palivové články budúcej generácie, ktoré by vďaka dlhšiemu životnému cyklu a nižším nákladom mali dosahovať najlepšie parametre v odvetví.

Túto technológiu Toyota priebežne zdokonaľuje už od roku 1992, v roku 2015 sa model Mirai stal celosvetovo prvým sériovo vyrábaným sedanom na vodíkové palivové články (články Toyota prvej generácie). V novom modeli Mirai, uvedenom o päť rokov neskôr, sa predstavila druhá generácia palivových článkov, ktorá prispela k predĺženiu dojazdu o 30 percent, teda približne na 650 km.

Toyota ďalej prestavala palivové články do podoby kompaktných modulov s cieľom rozšíriť potenciál vodíka aj mimo sveta automobilov. Hlavné komponenty – súprava palivových článkov a prvky zaisťujúce prívod vzduchu, prívod vodíka, chladenie a reguláciu výkonu – sú súčasťou jediného kompaktného formátu, ktorý možno ľahko prispôsobiť požiadavkám rôznych produktov a aplikácií. Moduly v podobe kvádra alebo plochého obdĺžnikového telesa sa dokážu flexibilne a ľahko prispôsobiť v závislosti od konkrétneho spôsobu použitia.

Uvedené moduly palivových článkov sa montujú priamo v Európe v priestoroch belgického výskumného a vývojového centra TME, kde sa nachádza montážna linka disponujúca modernými technológiami na zaistenie vysokej kvality montáže. V podniku Hydrogen Factory Europe sa postupne budú vyrábať ďalšie systémy palivových článkov. Prevádzka uvedeného podniku je úzko previazaná s ďalšími aktivitami Toyoty na poli vodíkových technológií s cieľom zaistiť celosvetové pokrytie a obslužnosť.

Kľúčovou súčasťou plánov Toyoty v súvislosti so širším uplatňovaním vodíka je nová technológia palivových článkov tretej generácie, ktorá je teraz vo fáze vývoja s plánovaným spustením predaja v rokoch 2026 – 27. Nové moduly s vyššou energetickou hustotou by mali predĺžiť dojazd o 20 %. Zdokonalené technológie a vyššie objemy výroby majú napomôcť k zníženiu nákladov o viac než tretinu.

Ďalší výskum sa ďalej zameria na potenciál prispôsobiteľných súprav palivových článkov s rôznymi výkonmi, resp. návrh vodíkových zásobníkov zložitejších tvarov a kompatibilných s vozidlami rôznej veľkosti.

Toyota Motor Manufacturing UK (TMUK) vo svojom závode v Burnastone v grófstve Derbyshire vyrába modely Corolla Hatchback, Corolla Touring Sports a úžitkové vozidlá a v závode Deeside v severnom Walese vyrába hybridné motory. Spoločnosť TMUK spustila výrobu v roku 1992 ako prvý európsky výrobný podnik v stopercentnom vlastníctve Toyoty, ktorý sa následne stal prvým miestom výroby hybridných elektromobilov mimo územia Japonska. Toyota do výrobných prevádzok vo Veľkej Británii doteraz investovala vyše 2,75 mld. libier. TMUK dnes zamestnáva vyše 3 000 ľudí a nepriamo podporuje rad ďalších pracovných miest v rámci širokej siete britských dodávateľov.

Ricardo je globálna spoločnosť poskytujúca strategické poradenstvo v technických odboroch a oblasti životného prostredia so špecializáciou na dopravu, energetiku a vzácne zdroje. Spoločnosť zaisťovala technické začlenenie komponentov palivových článkov do podvozka Toyoty Hilux.

ETL (European Thermodynamics) sa zasadzuje poskytovať vysoko integrované termálne riešenia založené na špičkových konštrukciách a inováciách. ETL zisťovala možnosti usporiadania s vratnými ventilátormi a použitím viacerých ventilátorov.

D2H Advanced Technologies poskytuje špičkové inžinierske služby v oblasti simulácie, modelovania, aerodynamiky, termodynamiky a konštrukcie v oblasti motoristického športu a ďalších vysoko náročných odvetviach. D2H uskutočnila analýzu výpočtovej dynamiky kvapalín (CFD) s cieľom odhaliť možnosti ďalšieho zlepšovania.

Thatcham Research je špecialista na odhaľovanie rizík v automobilovom odvetví, zameriavajúci sa na hľadanie príležitostí a rizík nových technológií vozidiel. Spoločnosť v rámci tohto projektu poskytuje poradenstvo v otázkach udržateľných opráv a zaisťuje prípravy školení na tému vodíkového pohonu pre opravárenské spoločnosti.