Jak pracuje vodíkový pohon u nové Toyoty Mirai + VIDEO

Toyota Mirai 2. generace
Toyota Mirai 2. generace, foto: Toyota
AutoRoad.cz 11. prosince 2020 19:11 | akt. 11. prosince 2020 19:42
Sdílej:

Základní princip vodíkového článku je sice obecně znám, ale jak funguje celý systém pohonu od vstupu vzduchu po roztočení kol vozu?

Palivový článek je elektrochemické zařízení, ve kterém sloučením vodíkového paliva s kyslíkem dochází ke vzniku elektřiny, tepla a vody.

Vodík se uchovává v tlakové nádobě a kyslík se odebírá ze vzduchu. Vzhledem k tomu, že zde nedochází k procesu spalování, neuvolňují se škodlivé emise a jediným vedlejším produktem je teplo a čistá voda.

Palivový článek v podstatě funguje jako elektrolýza naruby, používá dvě elektrody oddělené elektrolytem nebo membránou. Anoda (záporná elektroda) přijímá vodík a ke katodě (kladná elektroda) je přiváděn kyslík. Katalyzátor na anodě rozděluje vodík na kladně nabité vodíkové ionty a elektrony.

Membrána používá polymerní elektrolyt a je vodivá pro protony, nikoliv pro elektrony. Vodík z anody může zároveň s protony procházet skrz membránou, elektrony ji musí obejít přes elektrický obvod, tím vzniká elektrický proud.

Ionizovaný kyslík migruje k anodické části, kde se slučuje s vodíkem a vzniká voda. Odpadním produktem je voda a teplo.

Palivový článek dává v zátěži 0,6 – 0,8 V. Pro dosažení vyšších napětí se články spojují do série a vytváří jednotku palivových článků.

Palivové články pracují nepřetržitě, dokud není přerušen přívod paliva nebo okysličovadla k elektrodám. Tolik teoretický popis. Jak to vypadá ve skutečnosti u systému palivové jednotky Mirai 2 .generace ukazuje video Toyoty.

Tato 2. generace vodíkového pohonu je ve videu nazývána Systém Palivového Článku (Fuel Cell System). Video ukazuje jak bylo dosaženo zvýšení výkonu a akcelerace 2. generace nové Toyoty Mirai a porovnává hodnoty 1. a 2. generace.

Popisovaný Systém Palivového Článku (FCS) se skládá z :• jednotky palivových článků (FCU) umístěné v přední části vozidla v motorovém prostoru• trakční baterie (Battery) umístěné za zadními sedadly• trakčního elektromotoru (Motor) u zadní nápravy, kterou i pohání• řídící výkonové jednotky (Power Control Unit) umístěné v motorovém prostoru hned za stěnou oddělující kabinu od motorového prostoru• třech vysokotlakých palivových nádrží

Zvýšený rozsah dojezdu nové Toyoty Mirai je kromě vyšší efektivity FCS dán především zvětšením obsahu zásoby vodíku díky použití třech zásobníků. Layout rozložení palivových nádrží je ve videu velmi názorný a dobře ukazuje prostorovou náročnost vodíkového pohonu.

Podrobný popis funkce vodíkového pohonu – systému palivového článku (Fuel Cell System) ukazuje, že okolní vzduch obsahující kyslík (O2) je nasát a tlačen kompresorem do jednotky palivového článku (Fuel Cell Unit).

V pohonné jednotce FCU při chemické reakci paliva-vodíku s kyslíkem (O2), vzniká voda (H2O), elektrický proud a odpadní teplo.

Jednotka palivového článku dodává elektrický proud přímo do trakčního elektromotoru a automobil vypouští při jízdě pouze vodu. Pomocí volby jízdního režimu (Drive Mode Selection) a sešlápnutí akcelerátoru určujeme míru zvýšení výkonu a akceleraci vozu.

Jednotka palivového článku dává výkon až 114 kW. Vlastností palivových článků je, že se zvyšující zátěži se snižuje jejich účinnost. Proto při akceleraci řídící jednotka výkonu jednotky palivového článku (Fuel Cell Power Control Unit) zajistí, že elektrický proud do elektromotoru dodávají palivové články i lithiová trakční baterie.

Spolupráce jednotky palivového článku a trakční baterie tak zajistí dostatek elektrické energie pro působivou akceleraci nové Toyoty Mirai při zcela bezhlučném provozu.

Obnova energie (Energy regeneration) v trakční baterii je zajištěna účinnou rekuperaci vozidla při deceleraci a průběžným dobíjením palivovými články při jízdě ustálenou rychlostí.

Díky tomu a použitím třech zásobníku paliva byl dojezd zvýšen o 30% oproti Mirai první generace a dojezd 2.generace Toyoty Mirai je 850 km dle WLTC, to je dle WLTP 650 km.

Vynikající provozní vlastnosti nové Toyoty Mirai dokládá i rychlost tankování. Přibližně za 5 minut se do třech nádrží naplní 142,2 litrů vodíků oproti 122,4 litrů u předchozího modelu. Nová Mirai má v porovnání s minulou generací větší dojezd, je výkonnější a 100% bezemisní, z hlediska karoserie aerodynamičtější a mnohem krásnější.

Zdroj: TOYOTA, YOUTUBE, Wikipedie

Stalo se
Testy aut
DS3 Performance Line Hybrid

DS3 Performance Line Hybrid – stylovka do města, která mi nesluší

Do další dlouhodobé recenze zavítal francouzský elegantní crossover, který díky svému sebevědomí nemá nejsnazší život. Naše testování bude mít dvě části – první bude z pohledu mého a druhá z pohledu mé ženy. Budeme mít stejné závěrečné hodnocení nebo se naše názory budou výrazně lišit?

Novinky
Kia Sportage (2026)

Kia Sportage (2026): Láká na facelift s Netflixem, hlasovým ovládáním a hybridem s předním náhonem

Facelift populárního korejského crossoveru Kia Sportage přináší kromě kosmetických úprav i technologický skok. Nový infotainment zvládne streamování videa, aktualizace přes internet i platby za parkování. Pod kapotou se objeví výkonnější hybridy s novou automatickou převodovkou a poprvé i plug-in verze s pohonem předních kol.

Novinky
BMW Speedtop

BMW Speedtop (2025) bere dech. Toto krásné kombi půjde skutečně do výroby

BMW na prestižním festivalu elegance u jezera Como představilo vůz, který bere dech. Nový model Speedtop navazuje na loňské koncepty a tentokrát nepůjde jen o výstavní kus – limitovaná série 70 vozů s osmiválcem pod kapotou míří do výroby. Design, luxus a výkon v unikátním shooting braku, který si ale běžný smrtelník nekoupí.

Novinky
Toyota Aygo X (2025)

Stylovější, silnější, úspornější. Toyota Aygo X z Kolína překvapila hybridem a technikou z Yarisu

Nejmenší model Toyoty dostal to, co u městských vozů nevídáme – silný full-hybridní pohon. Omlazené Aygo X nejen že výrazně posílilo, ale nově nabídne i techniku z větších modelů a lepší výbavu. A to všechno dál vyrábějí čeští dělníci v Kolíně.