Toyota Mirai (japanski: トヨタ・MIRAI) je automobil pogonjen vodikovim gorivim ćelijama, jedan od prvih takvoga tipa koji se prodaje komercijalno.http://transportevolved.com/2014/06/25/toyota-unveils-2015-fuel-cell-sedan-will-retail-japan-around-%C2%A57-million/ Pristupljeno 17.12.2017.http://www.toyota-global.com/innovation/environmental_technology/fuelcell_vehicle/ Pristupljeno 17.12.2017.
Mirai je predstavljen u studenom 2014. godine na Los Angeles Auto Showu.http://www.greencarcongress.com/2014/11/20141117-mirai.html Pristupljeno 17.12.2017. Toyota je planirala napraviti 700 primjeraka za globalnu prodaju tijekom 2015.http://www.greencarreports.com/news/1095511_2016-toyota-mirai-priced-at-57500-with-499-monthly-lease Pristupljeno 17.12.2017. Ukupna prodaja do sredine veljače 2017. u Japanu, SAD-u, Europi i Ujedinjenim Arapskim Emiratima iznosila je 2840 automobila. Od toga, najviše u Japanu (1500 primjeraka) te u SAD-u (1200 primjeraka).http://carsalesbase.com/us-car-sales-data/toyota/toyota-mirai/ Pristupljeno 17.12.2017. Prema Američkoj agenciji za zaštitu okoliša, model Mirai iz 2016. ima domet od 502 km pri punoj bateriji, uz kombiniranu gradsku i autoputnu vožnju. Prodaja u Japanu započela je 15. prosinca 2014. sa cijenom od ¥6.7 milijuna (US$ 57,400) u Toyota Store i Toyopet Store lokacijama. Japanska vlada planira potpomoći komercijalizaciji automobila pogonjenin ćelijama sa subvencijom od ¥2 milijuna (~US$19,600). Maloprodaja u SAD-u započela je u kolovozu 2015. sa cijenom od US$ 57,500. Dostava kupcima započela je u listopadu 2015. u Kaliforniji.http://www.greencarreports.com/news/1101338_portable-hydrogen-fuelers-go-to-six-toyota-mirai-dealers-as-stations-lag Pristupljeno 17.12.2017. Od lipnja 2016. Mirai je dostupan u maloprodaji i u Ujedinjenom Kraljevstvu, Danskoj, Njemačkoj, Belgiji i Norveškoj.http://newsroom.toyota.eu/pressrelease/5136//first-toyota-mirai-delivered-uno-x-hydrogen-norway Pristupljeno 17.12.2017. Cijene u Njemačkoj se kreću od €66 000.https://insideevs.com/european-sales-toyota-mirai-begin-september/ Pristupljeno 17.12.2017.
Povijest FCV koncept Mirai je baziran na Toyota FCV (Fuel Cell Vehicle) konceptnom automobilu predstavljenom 2013.-te na Tokyo Motor Show-u.https://www.nytimes.com/2013/11/21/business/international/toyota-unveils-fuel-cell-concept-automobile.html?_r=0 Pristupljeno 17.12.2017. Predstavljeni konceptni auto bila je limuzina svijetlo plave boje, koja oblikom podsjeća na kapljicu vode, kako bi se naglasilo da je voda jedina tvar koja izlazi kroz ispušne cijevi. Auto sadrži veliku rešetku i druge otvore koji omogućavaju ulaz zraka za hlađenje te kisika koji koriste gorive ćelije. Prema Toyoti, konceptni automobil izgledom je jako blizu očekivanoj prodajnoj verziji istoga. Domet se procjenjuje na 650 km prema JC08 testu.https://newsroom.toyota.co.jp/en/detail/4198334 Pristupljeno 17.12.2017. Prema Toyoti, FCV može ponuditi 3 kW/L, što je dva puta više od njegovog prethodnika Toyota FCHV-adv., s ukupnom izlaznom snagom od preko 100 kW-a. FCV koristi Toyotin mali i lagani snop gorivih ćelija i ima dva visokotlačna vodikova spremnika od 70 MPa smještena ispod posebno dizajniranog interijera. Automobil je vrlo prostran te nudi mjesta za 4 osobe. FCV koncept također koristi i Toyotinu Hybrid Synergy Drive tehnologiju uključujući elektromotor, jedinicu za kontrolu snage i ostale dijelove i komponente iz hibridnih vozila da bi se poboljšala pouzdanost i minimizirali troškovi. Također, hibridna tehnologija odlično funkcionira s gorivim ćelijama. Pri niskim brzinama vožnje, kao što je gradska, FCV radi kao bilo koji drugi električni automobil koristeći energiju pohranjenu u akumulatoru, koji se puni regenerativnim kočenjem. Pri visokim brzinama, vodikove ćelije same pokreću elektromotor. Kada je potrebna velika količina snage, npr. kod naglog ubrzanja, akumulator i gorive ćelije rade usporedno da bi stvorili potrebni potisak. U lipnju 2014.-te Toyota je predstavila FCV s eksterijernim dizajnom blizu proizvodnje te objavila niz detalja što se tiče cijena u Japanu. Postavili su i domaće tržište prije travnja 2015.-te, limitirajuću prodaju na regije gdje je vodikoopskrbna infrastruktura u razvitku.
Vremenska crta 1992: Toyota počinje razvijati FCV tehnologijuhttp://papers.sae.org/2016-01-1185/ Pristupljeno 17.12.2017.
1996: ESV13, FCV vozilo s metalno-hidridnim vodikovim spremnikom sudjeluje u paradi u Osaki
2001: Toyota pokazuje FCHV-4, FCHV-5 i Daihatsu MOVE FCV-K-II, vozila pogonjena gorivim ćelijama, na Tokyo Motor Show-u
2002: FCHV, baziran na Toyota Highlander modelu, biva dostupan za prodaju u ograničenim količinama u Japanu i SAD-u. Snop ćelija proizvodi snagu od 90 kW. Domet polagane vožnje iznosi 300 km. Dva primjerka su otišla u Irvine i Davis kampuse sveučilišta u Kaliforniji, a 4 primjerka su našla mjesto u vladinim odjelima Japana.http://www.tau.ac.il/institutes/ifcbc/abs/peled.pdf Pristupljeno 17.12.2017.
2003: Toyota i Daihatsu započinju cestovne testove s MOVE FCV-K-II.https://newsroom.toyota.co.jp/en/detail/207362 Pristupljeno 17.12.2017.
2005: FCHV dobiva certifikat u Japanu.
2008: FCHV-adv sada ima domet od 830 km da bi zadovoljio testove i ima bolje performanse pri hladnom pokretanju vozilahttps://www.ecovillagefindhorn.com/docs/AkihitoTanke_Hydrogen.pdf Pristupljeno 17.12.2017.
2009: SAD prestaje financirati automobile pogonjene vodikovim ćelijamahttp://blogs.cars.com/kickingtires/2009/05/government-gives-up-on-hydrogen-fuel-cell-cars.html Pristupljeno 17.12.2017
2010: Toyota/Hino FCHV autobus počinje se koristiti na dnevnoj bazi na relaciji Tokyo Haneda aerodroma i centra gradahttps://www.limousinebus.co.jp/en/efforts/003.html Pristupljeno 17.12.2017.
2011: Satoshi Ogiso, jedan od glavnih ljudi u Toyoti, objavljuje da su svi tehnički problemi riješeni te da kao jedini preostali problem ostaje cijena masovne proizvodnjehttp://www.thetruthaboutcars.com/2011/11/toyota%E2%80%99s-prius-chief-engineer-reveals-the-future-of-the-automobile-part-two-what-will-we-drive-in-10-years/ Pristupljeno 17.12.2017.
2011: Toyota pokazuje FCV prototip, imena FCV-R na Tokyo Motor Showu
2012: Predsjednik Toyote Takeshi Uchiyamada izjavljuje da trenutne sposobnosti električnih vozila ne zadovoljavaju svakodnevne ljudske potrebe. To se odnosi na domet vozila, cijenu i vrijeme punjenjahttp://www.thetruthaboutcars.com/2012/09/toyota-launches-new-ev-but-doesnt-really-mean-it-a-report-from-green-hell/ Pristupljeno 17.12.2017.
2013: Novinarima dopuštena testna vožnja, Toyota demonstrira da punjenje traje manje od 3 minute http://dailykanban.com/2013/10/10/daily-kanban-drives-toyotas-2015-fuel-cell-car-talks-to-its-father/ Pristupljeno 17.12.2017.
2013: Toyota pokazuje FCV limuzinu na Tokyo Motor Showu
Lipanj 2014: Toyota otkriva svijetu skoro završeni FCV, najavljuje dostupnost vozila u Japanu početkom 2015.-te s cijenom od ¥7,000,000
Studeni 2014.: Toyota objavljuje službene detalje i slike komercijalne verzije automobila te da je nazvan Mirai što znači budućnosthttp://www.mytoyotamirai.com/2016-toyota-mirai-fuel-cell-sedan-product-information/ Pristupljeno 17.12.2017.
Travanj 2015: Toyota Mirai je prvi automobil pogonjen vodikovim ćelijama koji se koristio kao sigurnosno vozilo u NASCAR utrci na Toyota Owners 400 u Richmond-u, SAD
Listopad 2015: Započinje prodaja i dostava Toyota Mirai-a u Kaliforniji
Veljača 2017: Toyota opoziva svih približno 2800 primjeraka Mirai-a koji su trenutno u komercijalnoj upotrebi zbog problema s proizvedenom voltažom u sustavu gorivih ćelijahttps://consumerist.com/2017/02/15/toyota-recalls-all-hydrogen-powered-mirai-vehicles/ Pristupljeno 17.12.2017.
Testiranje Toyota je započela s razvijanjem gorivih ćelija u ranim 90-ima i razvila je niz vozila koja su bili podvrgnuta više od 1,600,000 km cestovnog testiranja. Od 2012.-te, vozila na gorive ćelije zabilježile su tisuće prijeđenih kilometara u Sjevernoj Americi. To uključuje testiranje na visokim temperaturama u Dolini smrti, na niskim temperaturama u Yellowknife-u, Kanada, na strmim brdima u San Franciscu i na visokim nadmorskim visinama u Coloradu. Vodikovi spremnici ojačani karbonskim vlaknima, koje je razvila Toyota, također su prošli ekstremne testove na čvrstoću i izdržljivost u slučaju nesreće. Između rujna 2015.-te i veljače 2016.-te jedan primjerak Mirai-a je prešao 100,000 km u 107 dana na različitim cestama u Hamburgu,http://blog.toyota.eu/green/toyotamiraimarathon/ Pristupljeno 17.12.2017. koristeći pri tome nešto više od tonu vodika.
Specifikacije
Mirai koristi Toyotin sustav gorivih ćelija ( Toyota Fuel Cell System (TFCS) ), koji koristi istovremeno tehnologiju gorivih ćelija i hibridnu tehnologiju te sadrži originalne Toyotine komponente kao što su snop gorivih ćelija i visokotlačne vodikove spremnike. TFCS je energetski povoljniji od motora s unutrašnjim izgaranjem i ne emitira ugljikov dioksid niti ikakve druge štetne spojeve tijekom vožnje. Sustav ima snagu ubrzati Mirai od 0-97 km/h za 9 sekundi. Punjenje spremnika vodikom traje između 3 i 5 minuta, a očekuje se ukupni domet automobila od 480 km s punim spremnikom. Mirai ima gumb na kojem piše H2O kojim se otvara otvor na stražnjem dijelu vozila, kroz koji se izbacuje voda nastala reakcijom vodika i kisika u gorivim ćelijama. Ispuh vode iznosi 240 mL svakih 4 km vožnje.http://www.cnet.com/products/2016-toyota-mirai/ Pristupljeno 17.12.2017.
Ekonomičnost i domet Prema Američkoj agenciji za zaštitu okoliša, model Mirai iz 2016.-te ima domet od 502 km pri punoj bateriji, uz kombiniranu gradsku i autoputnu vožnju.http://www.fueleconomy.gov/feg/fcv_sbs.shtml Pristupljeno 17.12.2017. Mpg-e označave ekvivalentnost 1 kg vodika naspram 1 galona benzina. Sljedeća tablica uspoređuje Mirai i druge dostupne automobile takve vrste:
Vozilo Godina modela Kombinirana potrošnja goriva Gradska potrošnja Potrošnja na autocestama Domet Godišnji troškovi goriva Honda Clarity Fuel Cell 2017 67 mpg-e 68 mpg-e 66 mpg-e 366 mi (589 km) US$1,250 Toyota Mirai 2016-17 66 mpg-e 66 mpg-e 66 mpg-e 312 mi (502 km) US$1,250 Honda FCX Clarity 2014 59 mpg-e 58 mpg-e 60 mpg-e 231 mi (372 km) NO Hyundai Tucson Fuel Cell 2017 49 mpg-e 48 mpg-e 50 mpg-e 265 mi (426 km) US$1,700
Snop gorivih ćelija
Novi Toyotin snop gorivih ćelija u stanju je razviti snagu od 114 kW (153 KS). Iskoristivost proizvodnje električne energije poboljšano je korištenjem kanala u obliku mreže. Prema Toyoti, to su prvi takvi kanali u svijetu, te svojim smještajem u finu trodimenzioonalnu rešetku poboljšavaju raspršivanje kisika, čime omogućavaju jednoliko stvaranje struje na površinama ćelija. Istovremeno utječu na kompaktnost i samu jačinu automobila, uz trenutno najbolju iskoristivost snopa u svijetu, od 3.1 kW/L, što je dva puta više od Toyota FCHV-adv prototipa. Svaki snop uključuje 370 ćelija, od kojih je svaka debljine 1.34 mm i težine 102 g. Kompaktni snop Mirai-a ima oko 160 puta veću snagu od gorivnih ćelija koje se koriste u stambenim zgradama u Japanu.
Visokotlačni vodikovi spremnici
Mirai sadrži dva spremnika vodika koji imaju troslojnu strukturu sačinjenu od plastike ojačane karbonskim vlaknima.http://www.chemweek.com/regions/north_asia/japan/65954.html Pristupljeno 17.12.2017. Vodik se u spremnicima nalazi pod tlakom od 70 MPa. Zajedno spremnici teže 87.5 kg i imaju kapacitet od 5 kg.https://insideevs.com/toyota-mirai-fuel-cell-sedan-priced-at-57500-specs-videos/ Pristupljeno 17.12.2017.
Elektromotor i akumulator
Zadnja generacija Toyotinih hibridnih komponenti masovno se koristi u pogonskom sklopu vozila pogonjenih gorivnim ćelijama, uključujući elektromotor, glavnu pogonsku jedinicu i akumulator. Elektromotor razvija snagu od 114 kW i 335 Nm zakretnog momenta. Mirai ima paket od 245 V (1.6 kWh) zapečaćenih nikal-metalnih hidridnih akumulatora, sličan onom korištenom u Toyota Camry hibridu.
Sigurnost