Unikalny układ Toyoty Mirai
Toyota Mirai wykorzystuje napęd TFCS, czyli połączenie technologii ogniw paliwowych z technologią hybrydową. Opatentowany przez Japończyków system składa się z zespołu ogniw paliwowych, wzmacniacza napięcia i zbiorników sprężonego wodoru. Każdy z elementów opracowany został przez Toyota Motor Corporation.
Nowy zespół ogniw paliwowych Toyoty osiąga maksymalną moc wyjściową 155 KM. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej została zwiększona przez zastosowanie drobnootworowych kanałów przepływowych 3D, zapewniających równomierne wytwarzanie energii elektrycznej na powierzchni ogniw, kompaktową konstrukcję, wysoką wydajność i gęstość mocy na poziomie 3,1 kW/L (2,2 razy wyższą w porównaniu do poprzednich prototypowych konstrukcji Toyoty FCHV).
Japończykom udało się też rozwiązać problem z gromadzącą się na membranach paliwowych ogniw elektrolitycznych wodą, która ma istotny wpływ na wydajność wytwarzania energii elektrycznej. Kontrolowanie ilości wody odbywa się przy pomocy wewnętrznego układu cyrkulacyjnego. Układ Toyoty jest rozwiązaniem unikalnym, wyprzedzającym rozwiązania innych producentów, ponieważ nie wymaga stosowania specjalnych systemów nawilżających.
W systemie został zastosowany nowy, kompaktowy, wydajny wzmacniacz napięcia, dzięki któremu z ogniw paliwowych do silnika elektrycznego trafia napięcia aż 650 woltów. Pozwoliło to na zmniejszenie rozmiarów silnika elektrycznego oraz liczby ogniw, przez co układ napędowy pojazdu jest stal się mniejszy, lżejszy i tańszy w produkcji.
Wodór niezbędny do pracy ogniw paliwowych przechowywany jest w specjalnych zbiornikach. Mają one trójwarstwową strukturę złożoną m.in. z włókna węglowego i wzmocnionego tworzywa, dzięki czemu są zdolne magazynować gaz sprężony do 70 MPa (70 megapaskali, czyli w przybliżeniu 700 barów). W porównaniu do poprzednich, prototypowych pojazdów wodorowych Toyoty - FCHV - pojemność zbiorników wzrosła o ok. 20 proc, przy jednoczesnym zmniejszeniu ich rozmiarów i masy.
Warto zaznaczyć, że Toyota otrzymała zgodę Ministerstwa Gospodarki, Handlu i Przemysłu Japonii (METI) na produkcję i wewnętrznie prowadzoną inspekcję zbiorników sprężonego wodoru, które będą wykorzystywane w samochodach na ogniwa paliwowe. Tym samym firma została pierwszym producentem zarejestrowanym przez METI, uprawnionym do wytwarzania zbiorników magazynujących wodór sprężony do 70 MPa (700 bar).
Zbiorniki przeznaczone do magazynowania wodoru objęte są dodatkowymi regulacjami. Japońskie prawo nie dopuszcza montażu zbiorników w pojeździe do czasu ich certyfikacji. Dlatego też do tej pory inspektorzy KHK musieli uczestniczyć w produkcji wszystkich zbiorników wodoru, wykorzystywanych przez Toyotę w pojazdach testowych, takich jak np. FCHV, co miało istotne znaczenie w kontekście planowania produkcji seryjnej modelu FCV. Po uzyskaniu certyfikatu, Toyota jest uprawniona do przeprowadzania inspekcji samodzielnie, przez przeszkolonych inspektorów firmy.
