sábado , 24 Fevereiro 2018
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Toyota lança carro movido a hidrogênio

Toyota lança Mirai, veículo movido a hidrogênio, no mercado japonês

  • O veículo híbrido foi recentemente apresentado no 28º Salão do Automóvel de São Paulo, ainda com o nome FCV
  • Mirai não emite gases poluentes na atmosfera, somente água ou vapor d’água
  • Novo lançamento representa visão da Toyota para o futuro da mobilidade urbana

 

Toyota Mirai

 

A Toyota lança o Mirai no mercado japonês, o primeiro veículo híbrido movido a hidrogênio produzido em larga escala. As vendas começam a partir de 15 de dezembro com expectativa de negociar cerca de 400 unidades até o fim deste ano.

O híbrido Mirai marca o início de uma nova Era, trazendo um carro com zero emissão de gases poluentes na atmosfera como o CO2, liberando apenas água ou vapor d’água. O veículo utiliza hidrogênio como combustível para gerar energia elétrica ao motor.

O mais novo veículo híbrido da Toyota traz design moderno, performance de um carro movido a gasolina, tecnologia embarcada de última geração, alto nível de segurança e ainda pode servir como gerador em causa de falta ou corte de energia.

Funcionamento

O Mirai possui um motor elétrico, uma bateria, dois tanques de hidrogênio de alta pressão, com capacidade máxima de 70 Mpa, um conversor elevador de tensão, uma central de comando e a célula combustível a hidrogênio – uma estação localizada no centro do assoalho do veículo. É dentro desta estação onde ocorre a reação química para colocar o Mirai em movimento.

O veículo capta o oxigênio da atmosfera através de sua entrada de ar frontal e o leva até esta estação, para onde o hidrogênio contido nos dois tanques também é direcionado. Dentro dela, a célula combustível divide o hidrogênio em duas moléculas, gerando uma carga elétrica. Ao mesmo tempo, o oxigênio se une às células de hidrogênio, formando água. A energia elétrica é direcionada ao conversor, que alimenta o motor do Mirai, e a água é expelida pela válvula de escape. O motor também é alimentado diretamente pela bateria, recarregada por energia cinética gerada pela desaceleração e frenagem do automóvel.

O Mirai possui dois tanques de hidrogênio com autonomia para rodar 650 km sem necessidade de reabastecimento.

Desempenho

A alta aceleração da célula combustível da Toyota, combinado a um controle de energia da bateria, acionam o motor elétrico e garantem uma capacidade de resposta poderosa em todas as velocidades. Isso proporciona um aumento imediato de torque na primeira pisada no acelerador.

A estabilidade e o conforto de condução são destacados por conta do posicionamento da célula combustível e dos tanques de hidrogênio de alta pressão sob o assoalho, atingindo um baixo centro de gravidade, com distribuição de peso superior na traseira e frente do veículo. O uso de um corpo de alta rigidez reforça as estruturas em torno da suspensão traseira.

A aerodinâmica da carroceria ajuda a reduzir a resistência do vento, contribuindo para a melhoria da eficiência de combustível e estabilidade de condução.

Um modo de direção mais confortável é atingido pelo acionamento elétrico do motor em todas as velocidades e redução do ruído do vento, além de vedação completa de todas as partes do corpo, com a utilização de materiais de absorção sonora e de bloqueio de som otimizada, dispostos ao redor da cabine, reduzindo os ruídos no para-brisa e todos os vidros das portas.

Design

Uma nova técnica foi empregada no design frontal para enfatizar os gradeados à esquerda e à direita que forçam para dentro o ar para a obtenção de oxigênio e para a refrigeração do sistema de células combustíveis.

O perfil elegante da lateral evoca a forma fluida de uma gota d’água para expressar a característica do veículo de aspirar o ar e devolver água. Os trilhos laterais do teto e o capô parecem saltar do corpo do veículo, para criar a impressão de um carro rebaixado e ao mesmo tempo comunicar uma sensação futurista.

A traseira do veículo apresenta um perfil arrojado. O formato trapezoidal se estende da guarnição da placa até a parte inferior dos cantos do parachoque e segue em direção às rodas.

Os faróis transmitem sofisticado luxo e alta tecnologia com seu novíssimo design, com um perfil ultrafino composto por quatro lâmpadas de LED arranjadas em linha, além de dissipadores visíveis e outros equipamentos ópticos. Os indicadores de direção e as luzes de posição frontais estão separados dos faróis, contribuindo para o perfil ultrafino dos mesmos e parecem fundir-se com os gradeados laterais. Isto cria um design despojado e avançado, com uma aerodinâmica que melhora o fluxo de ar. O Mirai vem com rodas de alumínio de 17 polegadas e está disponível em seis cores.

Por dentro, o Mirai cria um espaço de cabine sofisticado, com estofamento macio nas guarnições das portas e nas outras superfícies do interior, com um acabamento prateado de alta luminescência por toda parte.

Os bancos frontais oferecem superior acomodação e sustentação do corpo, decorrência de um processo de produção integrada do estofamento. Bancos com oito ajustes elétricos proporcionam uma ótima posição de condução, e uma função motorizada de apoio lombar é item de série nos bancos do condutor e passageiro.

O grupo central de medidores localizado na parte superior central do painel de instrumentos inclui um velocímetro e um display de múltiplas informações, representado por uma tela de cristal líquido de 4,2 polegadas, com alta definição. O condutor pode mudar as funções do display utilizando os controles instalados no volante.

Os controles do aquecimento dos bancos e outros controles são operados através de um painel eletrostático de controle do ar-condicionado, por meio de um toque suave na tela plana do display.

As funções que proporcionam um espaço interior confortável são itens de série, tais como o aquecimento do volante e dos bancos (dois ajustes de temperatura em todos os bancos) com aquecimento instantâneo, ao mesmo tempo reduzindo bastante o consumo de energia, ar-condicionado dual zone, com acionamento em modo ecológico, e tecnologia Nanoe de purificação do ar. Estão disponíveis três cores para o interior.

Tecnologia

O Mirai possui um pacote de conectividade, o T-Connect Data Communication Module (DCM), para monitorar os níveis de abastecimento e a rede de postos de hidrogênio:

· Um aplicativo específico utiliza a tela do sistema de navegação para mostrar informações e estado operacional corrente das três estações de abastecimento de hidrogênio mais próximas, com base na localização do veículo.
· O “Pocket Mirai”, um aplicativo exclusivo para smartphones, mostra informações e estado operacional corrente das estações de abastecimento de hidrogênio em todo o país, o volume remanescente de hidrogênio no veículo, a distância que pode ser coberta e o tempo estimado de fornecimento de energia externa. Ele inclui também uma função registradora de reabastecimento de hidrogênio.
· O serviço de monitoramento remoto do sistema de células combustíveis mostra uma notificação de advertência na tela do sistema de navegação, caso seja detectada alguma anormalidade no sistema, e inclui também um sistema de suporte de diagnóstico remoto do veículo a partir de um terminal na concessionária.
A tecnologia está presente também no alto nível de segurança do veículo, a fim de não permitir o vazamento do hidrogênio e, na improvável possibilidade desta ocorrência, o sistema detecta e contem o fluxo de hidrogênio, evitando o seu acúmulo no interior do veículo.

· Desenvolvimento de tanques de hidrogênio de alta pressão com excelente desempenho na prevenção da permeação do hidrogênio, resistência e durabilidade.
· Sensores de hidrogênio proporcionam alertas e podem desligar as válvulas principais do tanque.
· Os tanques de hidrogênio e os outros dispositivos associados ao hidrogênio estão localizados na parte exterior da cabine para garantir que o hidrogênio se dissipe rapidamente em caso de vazamento.
A estrutura da célula combustível da Toyota é construída com termoplástico reforçado com fibras de carbono recentemente desenvolvido, caracterizado pela leveza, resistência e facilidade de produção em massa. Ela protege a célula combustível ao absorver impactos e choques originados por buracos, ressaltos e outras interferências na pista.

Complementarmente, o Mirai conta com outros equipamentos de segurança:

· Sistema de Pré-Colisão (com radar de ondas milimétricas) ajuda a evitar colisões ou a reduzir suas consequências através de alertas e controle de frenagem, caso seja detectada uma alta probabilidade de colisão.
· Um Alerta de Desvio da Faixa de Rolamento utiliza uma câmera para detectar as marcações de faixa brancas ou amarelas e alerta o condutor quando o veículo está prestes a se desviar da faixa de rolamento.
· O Drive-start Control limita arrancadas ou acelerações bruscas durante mudanças de marcha.
· Um Monitor de Pontos Cegos utiliza um radar para detectar veículos nas faixas de rolamento adjacentes e ajuda na confirmação da retrovisão durante mudanças de faixa.
TFCS

O Mirai utiliza o Sistema de Célula Combustível da Toyota (TFCS – Toyota Fuel Cell System), que incorpora a célula combustível Toyota FC Stack, o gerador elevador de tensão e os tanques de hidrogênio de alta pressão. O TFCS tem eficiência energética melhor em comparação com os motores de combustão interna, e não emite CO2 ou outras substâncias potencialmente perigosas quando em uso.

Célula Combustível “Toyota FC Stack”

A Toyota FC Stack entrega uma potência máxima de 114 kW. A eficiência da geração de eletricidade foi melhorada com o uso de uma fina malha 3D de canais de fluxo, isso garante uma geração uniforme de eletricidade na superfície da célula, permitindo tamanho compacto e elevado nível de desempenho, além de uma entrega de densidade energética de 3,1 kW/L (2,2 vezes mais alta do que o modelo anterior FCHV-adv da Toyota), a mais alta em escala mundial.

Conversor Elevador de Tensão

Altos níveis de eficiência e de capacidade foram desenvolvidos para resultar uma tensão gerada na célula combustível de 650 volts. Essa voltagem torna possível reduzir o tamanho do motor elétrico e a quantidade de células combustíveis, proporcionando menor tamanho e maior eficiência para o Sistema de Célula de Combustível da Toyota (TFCS – Toyota Fuel Cell System), reduzindo assim o custo do sistema.

Tanques de Hidrogênio de alta pressão

Tanques com estrutura em três camadas feitos de plástico reforçado com fibras de carbono e outros materiais são utilizados para armazenar hidrogênio sob a elevada pressão de 70 Mpa (70 megapascal, ou aproximadamente 700 bar). Em comparação com os tanques de hidrogênio de alta pressão utilizados no modelo FCHV-adv da Toyota, o volume de armazenagem foi aumentado em cerca de 20 por cento, enquanto tanto peso como tamanho foram reduzidos para alcançar um percentual em peso de 5,7 wt%, líder no mundo.

Sistema de fonte de alimentação externa

O Mirai pode servir como gerador de energia (aproximadamente 60 kWh) em casos de quedas ou cortes da força. Quando uma fonte de alimentação (vendido separadamente) for conectada – ligação feita no interior do porta-malas -, o Mirai pode alimentar um sistema completo como uma residência, por exemplo. Eletrônicos também podem ser conectados diretamente e usados tendo o Mirai como fonte de energia.

Hidrogênio

O hidrogênio pode ser gerado através de uma ampla gama de recursos naturais e de subprodutos de atividades humanas, tais como resíduos de esgoto e lixo industrial. Ele também pode ser obtido a partir da água com o uso de fontes naturais de energia renovável, tais como solar e eólica. Quando comprimido, o hidrogênio tem densidade energética mais alta do que as baterias, sendo relativamente fácil de armazenar e transportar e, portanto, uma potencial fonte de geração de energia.

A tecnologia da célula combustível poderá ajudar a transformar em realidade uma sociedade com base no hidrogênio, contribuindo, portanto, para acelerar a diversificação das fontes de energia limpa.

Especificações técnicas

 

Célula de combustível Nome Toyota Fc Stack
Tipo Célula de combustível de eletrólito polimérico
Densidade potência/volume 3,1kw/l
Potência de saída 114 kw (155 ps)
Sistema de umidificação Circulação interna (sem Umidificador)
Tanque de hidrogênio de alta pressão Quantidade de tanques 2
Pressão nominal de trabalho 70 Mpa (aprox. 700 Bar)
Densidade de armazenamento do tanque 5,7 wt%
Volume interno do tanque 122,4 litros (tanque dianteiro: 60,0 litros; tanque traseiro: 62,4 litros)
Motor Tipo Gerador elétrico síncrono ca
Potência de saída 113 kw (154 ps)
Torque máximo 335 n-m (34,2 kgf-m)
Bateria Tipo Níquel-hidreto metálico

Medidas

Comprimento 4,890 mm
Largura 1,815 mm
Altura 1,535 mm
Entre-eixos 2,780 mm
Distância mínima do solo 130 mm
Comprimento interior 2,040 mm
Largura interior

Sobre José Roberto Elias Junior

José Roberto Elias Junior

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