Sein Name ist Programm, denn das Fahrzeug markiert ein neues Zeitalter für Automobile.

Alles was Sie über den neuen Mirai wissen müssen

Der Name Mirai ist japanisch und bedeutet Zukunft.
 
Seine Brennstoffzelle wandelt Wasserstoff, einen wichtigen Energieträger der Zukunft, in elektrische Energie für den Antrieb um. Damit trifft höchste Umweltverträglichkeit auf Zuverlässigkeit und Fahrspaß, wie man es von einem Auto erwartet.
 
Der Mirai nutzt dazu das Toyota Fuel Cell System (TFCS). Es verknüpft die Hybrid-Technologie mit den ebenfalls von Toyota selbst entwickelten Brennstoffzellen und Hochdruck-Wasserstofftanks.

Das TFCS weist eine höhere Energieeffizienz auf als der klassische Antriebsstrang mit Verbrennungsmotor und emittiert im Betrieb weder CO2 noch andere Schadstoffe. Zudem bietet es dem Fahrer die gleichen Annehmlichkeiten wie ein konventionell angetriebenes Fahrzeug mit vergleichbarer Reichweite und einem Tankvorgang, der nur ungefähr drei Minuten dauert.

Eine technische Revolution

Der Mirai erfüllt alle Erwartungen, die man von einem Automobil der nächsten Generation erwartet: durch ein unverwechselbares Design, ein unvergleichliches Fahrerlebnis, wegen des niedrigen Schwerpunkts durch hervorragende Fahrstabilität sowie dank des Elektromotors durch beeindruckende Beschleunigung und nahezu lautlose Fortbewegung. Wasserstoff lässt sich aus einer Vielzahl natürlicher Ausgangsstoffe und sogar aus Abfällen wie zum Beispiel Klärschlamm herstellen. Für seine Gewinnung aus Wasser lassen sich regenerative Energiequellen wie Solar oder Windkraft verwenden.

Wasserstoff verfügt im komprimierten Zustand über eine höhere Energiedichte als Batterien und kann bei Bedarf wieder in elektrische Energie umgewandelt werden. Er lässt sich vergleichsweise leicht speichern und transportieren, entweder in Tankfahrzeugen oder über große Distanzen in Pipelines. Er kann problemlos in Erd- oder Biogas beigemischt werden und so bei einer Vielzahl anderer Anwendungen eingesetzt werden. Brennstoffzellenfahrzeuge sind in der Lage, aus Wasserstoff ihre eigene Energie zu produzieren. Sie sind somit ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer wasserstoffbasierten Gesellschaft und treiben die Diversifizierung der Energienutzung voran.

So funktioniert es:

TFCS ergänzt den Hybridbaukasten um zwei neue Komponenten, die nicht nur von Toyota selbst entwickelt, sondern auch produziert werden. Neu dabei sind die Brennstoffzellen-Stacks und die beiden Hochdruck-Wasserstofftanks. Praktisch identisch mit den erfolgreichen Hybridmodellen sind die Leistungselektronik (Inverter/Konverter), der Motor/Generator und die Nickel-Metall-Hydrid Batterie.
 
 

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Der Toyota Brennstoffzellenstack

Der neue Toyota Brennstoffzellen-Stack leistet 113 kW (154 PS). Die neuen Brennstoffzellen nutzen weltweit erstmals feinmaschige 3D-Kanäle, die eine gleichmäßige Stromerzeugung auf den Zelloberflächen garantieren, höchste Effizienz und Leistungsfähigkeit bei kompakter Größe sicherstellen und mit 3,1 kW pro Liter Bauvolumen die weltweit höchste Leistungsdichte realisieren. Dieser Wert liegt um den Faktor 2,2 höher als die Leistungsdichte des Prototypen FCHV-adv.
 
Die Wassermenge auf den Elektrolyt-Membranen einer Brennstoffzelle hat einen wesentlichen Einfluss auf die Lebensdauer und das Maß der Energiegewinnung. Im neuen Toyota Brennstoffzellen-Stack hält ein internes Zirkulationssystem das bei der Gewinnung elektrischer Energie anfallende Wasser in Umlauf.

Konverter

Ein kompakter und hocheffizienter Aufwärtswandler steigert die Spannung, die die Brennstoffzellen liefern, auf bis zu 650 Volt. Dadurch können sowohl die Kabelquerschnitte des Elektromotors als auch die Anzahl der Brennstoffzellen und damit verbunden die Kosten für das hocheffiziente Toyota Brennstoffzellen-System verringert werden.

Hochdruck-Wasserstofftanks

Die Tanks mit Wänden aus drei Schichten kohlefaserverstärktem Kunststoff speichern den Wasserstoff bei einem Druck von 70 MPa, rund 700 bar. Obwohl Gewicht und Größe der Tanks gegenüber dem Toyota FCHV-adv verringert wurden, konnte ihre Speicherkapazität damit um 20 Prozent gesteigert werden. Damit wuchs die Speicher-Dichte auf 5.7 wt%5. Toyota ist derzeit der weltweit einzige Fahrzeughersteller, der seine Tanks mit all den dafür notwendigen Prüfschritten in Eigenregie herstellen darf.

Sicherheit auf höchstem Niveau

Sicherheit hatte bei der Entwicklung des Mirai höchste Priorität. So wurden die Hochdruck-Wasserstofftanks auf maximale Haltbarkeit ausgelegt. Sollte dennoch einmal Wasserstoff austreten, erkennen dies Sensoren. Zusätzlich erscheint eine Warnmeldung im Cockpit und die Wasserstoffzufuhr wird automatisch durch Sicherheitsventile unterbrochen.
 

  • Entwicklung von Hochdruck-Wasserstofftanks mit maximaler Dichtheit und Haltbarkeit
  • Wasserstoff-Sensoren erkennen undichte Stellen
  • Sicherheitsventile unterbrechen die Wasserstoffzufuhr
  • Wasserstofftanks und andere damit verbundene Komponenten befinden sich außerhalb der Fahrgastzelle, so dass sich austretender Wasserstoff schnell verflüchtigt

Die Karosserie absorbiert bei einem Unfall die Aufprallenergie und minimiert die Wahrscheinlichkeit, dass die Brennstoffzellen oder die Wasserstofftanks im Falle eines Frontal-, Seiten- oder Heckaufpralls Schaden nehmen. Ein leichter, aber sehr stabiler Rahmen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff schützt die Brennstoffzellenbaugruppe vor unfallbedingten Beschädigungen.

  • Ein Pre-Collision System mit Millimeterwellen-Radar hilft dabei, Unfälle zu vermeiden und Unfallfolgen durch Warnungen und eine automatische Notbremsung zu minimieren, wenn ein Unfall nicht zu vermeiden ist.
  • Ein Spurwechselwarner überwacht mittels einer Kamera die Fahrspur und warnt den Fahrer vor einem unbeabsichtigten Wechsel der Fahrspur.
  • Eine Drive-Start Control verhindert ungewolltes Losfahren und das Beschleunigen während der Betätigung des Wahlhebels.
  • Ein Tot-Winkel-Warner mit Radar informiert über seitlich herannahende Fahrzeuge und unterstützt so durch Anzeigen in den Außenspiegeln beim Wechsel der Fahrspur.
Toyota gibt Brennstoffzellen-Patente frei

Toyota ebnet den Weg für die zunehmende Verbreitung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen: Das Unternehmen gibt mehr als 5.600 seiner Patente rund um die alternative Antriebstechnik zur Nutzung frei.

Gemeinsame Initiativen

Um die Technik in dieser frühen Phase am Markt zu etablieren und ihre Verbreitung voranzutreiben, sind nach Ansicht von Toyota gemeinsame Initiativen mit anderen Fahrzeugherstellern und mit Energieversorgern erforderlich, die sich um die notwendigen Wasserstoff-Tankstellen kümmern.

Aus diesem Grund gibt das Unternehmen insgesamt rund 5.680 seiner weltweiten Patente frei. Die kostenlose Nutzung erfordert lediglich einen Vertrag mit Toyota, in dem unter anderem die beabsichtigte Verwendung und die üblichen Lizensierungsfragen geklärt werden.

Die Patente umfassen Schlüsseltechnologien wie Brennstoffzellen-Stacks (1.970 Patente), Hochdruck-Wasserstofftanks (290 Patente) und Steuer- Software (3.350 Patente). Für den Ausbau des Tankstellennetzes können Unternehmen und Organisationen darüber hinaus rund 70 Toyota Patente nutzen, die sich mit dem Aufbau und Betrieb von Wasserstoff-Stationen beschäftigen.

Toyota hat schon immer eine offene Politik bezüglich seines geistigen Eigentums betrieben und Dritten die Nutzung der Patente bei Zahlung einer entsprechenden Verwendungsabgabe erlaubt. Jetzt geht Toyota noch einen Schritt weiter, um die Verbreitung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen und den Aufbau einer wasserstoffbasierten Gesellschaft zu fördern.

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Die automobile Zukunft ist hier…und sie heißt Toyota Mirai.

Mirai Bildergalerie
 
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