Sostituendo il motore a benzina con le celle a combustibile, i veicoli ibridi con celle a combustibile (FCHV) rappresentano la logica evoluzione delle vetture ibride.
• Il lancio del primo veicolo a idrogeno Toyota è previsto per il 2015
• Una 4 porte con un’autonomia di oltre 500 km, senza compromessi in termini di packaging
• E quipaggiato con stack di celle di ultima generazione, con la più alta densità energetica del mondo, pari a 3,0 kW per litro
• Una densità energetica senza precedenti, pari a 3 kW per litro
• Peso e dimensioni dimezzate rispetto allo stack utilizzato sul “FCHV-adv”
• A vviamento a freddo possibile a partire da -30° Celsius
Fonte: Toyota Motor Corporation
Francoforte, Germania. Settembre 2013. Toyota è convinta che la risposta alla questione energetica e al problema delle emissioni offerta dai Veicoli Ibridi con Celle a Combustibile (FCHV) rappresenti la soluzione più vicina all’obiettivo di un veicolo a ZERO emissioni.
Toyota sta per abbattere alcune delle barriere che da sempre ostacolano la commercializzazione dei veicoli equipaggiati con celle a combustibile. È sempre più vicino, infatti, l’obiettivo del brand di poter realizzare un veicolo la cui autonomia di guida e le prestazioni diventino paragonabili a quelli delle vetture diesel e benzina, azzerando le potenziali emissioni dannose.
Toyota è in grado di adottare la propria tecnologia ibrida per lo sviluppo dei veicoli FCHV, sostituendo i motori a benzina con le celle a combustibile, ed i serbatoi di carburante con quelli per l’idrogeno ad alta pressione. La componentistica elettrica rimane infatti invariata e, così come in un normale veicolo ibrido, la batteria da 21 kW viene utilizzata per immagazzinare l’energia generata dal sistema di frenata rigenerativo.
Proseguendo nella ricerca sulla durata e affidabilità delle celle a combustibile, sulla riduzione dei costi di produzione e sul miglioramento delle emissioni “well-towheel”, Toyota ha intenzione di introdurre un nuovo veicolo FCHV capace di eguagliare le prestazioni dei normali motori a combustione interna, da lanciare in Giappone, Stati Uniti ed Europa entro il 2015.
Il prototipo FCV-R, presentato al Salone dell’Auto di Tokyo nel 2011, ha mostrato progressi significativi in termini di prestazioni, consumi e packaging rispetto al precedente prototipo del SUV Highlander equipaggiato con celle a combustibile presentato nel 2008.
Il prototipo FCV-R è una berlina lunga 4.745 mm, alta 1.510 mm e larga 1.790 mm con un’autonomia di circa 700 km* ed emissioni di solo vapore acqueo.
I progressi ottenuti riguardano, oltre al packaging, anche lo stack di celle e il serbatoio di idrogeno.
Con la più alta densità energetica del mondo, pari a 3,0 kW per litro, lo stack risulta oggi considerevolmente più piccolo rispetto a quello installato sugli FCHV precedenti.
Il sensibile incremento dell’efficienza energetica ha consentito una notevole riduzione delle dimensioni dei serbatoi di idrogeno. I precedenti quattro sono stati sostituiti da due sole unità, che utilizzano materiali differenti e processi di produzione migliorati, con la conseguente riduzione dei costi.
Il doppio serbatoio e lo stack sono stati collocati sotto il pianale del veicolo, massimizzando lo spazio per occupanti e bagagli e consentendo così di rispondere alle esigenze di tutte famiglie.
Entro il 2020 Toyota prevede di raggiungere una commercializzazione su larga scala degli FCHV, per raggiungere un obiettivo di vendita annuale di alcune decine di migliaia di veicoli. Tale crescita di mercato sarà incentivata dall’ulteriore diffusione della tecnologia FCV, dalla maggiore disponibilità di infrastrutture di ricarica e dalla riduzione dei costi, fattori che accompagnano la crescente maturità delle nuove tecnologie.
Evoluzione – I risultati tecnici recenti
Gli stack Toyota sono senza dubbio i più avanzati nel panorama delle celle a combustibile. Da quando il brand ha iniziato a lavorarci, nel 1992, i progressi hanno migliorato in maniera significativa ogni singolo aspetto degli FCHV.
Le celle che verranno utilizzate sul nuovo FCHV, il cui lancio è previsto nel 2015, dispongono della più elevata densità energetica del mondo, pari a 3 kW per litro, oltre il doppio di quella ottenuta dallo stack installato sull’unità FCHV-adv nel 2008.
Lo sviluppo di un convertitore ad alta efficienza ha consentito un incremento del voltaggio sufficiente a ridurre sia le dimensioni del motore elettrico che il numero di celle necessarie. Come risultato, l’abbassamento dei costi di produzione garantisce prestazioni ulteriormente migliorate, dimezzando allo stesso tempo sia il peso che le dimensioni del sistema precedente.
Per dare un’idea dei progressi ottenuti in termini di efficienza dal 1992 a oggi, l’autonomia di guida è passata da 330 a 830 km**. Allo stesso tempo è stata ampliata la capacità operativa del sistema, che offre oggi un funzionamento a partire dai -30 gradi Celsius grazie all’impiego di nuovi materiali.
Toyota ha continuato anche a impegnarsi nella riduzione dei costi.
L’attuale costo del sistema, inclusi lo stack di celle e il serbatoio di idrogeno, è pari ad 1/10 rispetto a quello introdotto nel 2008. Per consentire una diffusione più rapida, Toyota punta a ridurre ulteriormente le spese, puntando ad 1/20 del costo iniziale.
Per quanto riguarda il prezzo, una cifra al di sotto degli 80.000 € sarebbe raggiungibile già oggi, ma TMC ha intenzione di ridurlo ulteriormente, per portare sul mercato il veicolo a un prezzo ancora più accessibile.
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