Hilux-prosjektet med hydrogenbrenselceller når neste fase

Den siste milepælen i dette felles utviklingsprosjektet demonstrerer ytterligere det brede omfanget av Toyotas flersporede strategi mot karbonnøytralitet, med ulike drivlinjeløsninger - hybridelektrisk, ladbar hybridelektrisk, batterielektrisk, brenselcelleelektrisk og e-drivstoff - som passer til ulike brukerbehov og lokal infrastruktur.

Totalt ti prototyper av Brenselcelle Hilux er nå bygget ved Toyota Motor Manufacturing UKs (TMUK) anlegg i Derby, England. Fem av bilene gjennomgår nå grundige felttester for å vurdere sikkerhet, ytelse, funksjonalitet og holdbarhet. Toyota ønsker å samle data fra testkjøring i normalt bruk. Ytterligere fem biler er engasjert i kunde- og mediedemonstrasjoner, blant annet ved de kommende olympiske og paralympiske leker i Paris 2024.

Sammen med Toyotas 30 år med forskning og utvikling innen hydrogenbrenselceller vil kunnskapen fra Hilux-prosjektet bidra til neste generasjon brenselcelleteknologi, som vil gi lengre levetid, økt rekkevidde for kjøretøyene og betydelig reduserte kostnader.

Toyota forventer at Europa vil være et av de største markedene for hydrogenbrenselceller innen 2030, med jevn vekst innen mobilitet og kraftproduksjon. Som et resultat av dette kunngjorde Toyota Motor Europe (TME) i desember 2023 Hydrogen Factory Europe, som representerer Toyotas tilnærming til kommersialiseringen av denne teknologien, fra utvikling og produksjon til salg.

Prototypeprosjektet med Hilux brenselcelle er et viktig springbrett for å videreutvikle hydrogenteknologien og vil stimulere til en bredere utrulling av hydrogenøkosystemer og infrastruktur over hele Europa.

–Vi tror det er riktig å satse på flere ulike teknologier for å redusere utslipp, og hydrogen brenselceller er spesielt interessant for tyngre kjøretøyer som er vanskeligere å elektrifisere. Hilux-prosjektet har allerede fått stor oppmerksomhet i Norge og vi er spent på fortsettelsen, sier Piotr Pawlak, administrerende direktør i Toyota Norge.

Utvendig beholder Brenselcelle Hilux de samme dimensjonene og det samme robuste utseendet som den nyeste Hilux. Den er 5325 mm lang, 1855 mm bred og 1810 mm høy, men under panseret er Toyotas brenselcelleteknologi, som gjør pickupen til en banebrytende bil.

Toyota introduserte verdens første masseproduserte brenselcellesedan med hydrogen i 2015, Toyota Mirai. Hilux med brenselceller benytter komponenter og teknologi fra Mirai - som har vært kjent for sin gode kvalitet i nesten et tiår med kommersiell produksjon.

Brenselcelle Hilux har en forventet rekkevidde på opptil 600 km - lengre enn det som kan oppnås med et batterielektrisk system. Samtidig kan man, takket være hydrogenets lave vekt, oppnå høyere nyttelast og hengervekt sammenlignet med andre nullutslippsalternativer.

Hydrogen lagres i tre høytrykkstanker som hver inneholder 2,6 kg, slik at den totale systemkapasiteten blir 7,8 kg. Tankene er montert inne i chassiset med stigeramme.
Brenselcellestakken med polymerelektrolytt inneholder 330 celler og er montert over forakselen. Hilux med brenselcelle er bakhjulsdrevet via en e-motor på bakakselen som leverer en maksimal effekt på 134 kW (182 DIN-hk) og et maksimalt dreiemoment på 300 Nm. Under kjøring produserer brenselcellen ingen utslipp, bare rent vann.

Et litium-ion hybridbatteri, som lagrer elektrisiteten som produseres av brenselcellen, er plassert på lasteplanet bak, over hydrogentankene. På denne måten unngår man tap av plass i kupeen.

Produksjonen av deler, inkludert sveising av chassisrammen, fant sted mellom februar og mai 2023, før prototypen ble bygget i henhold til Toyota Production System-prinsippene i et eget område på TMUK-anlegget. Ricardo støttet forberedelsene til prototypbyggingen, utførte design- og utviklingsoppgaver og bekreftet hele produksjonsprosessen parallelt med teamene ved TMUK.

Prototypbyggingen foregikk mellom juni og juli 2023, og det første kjøretøyet ble ferdigstilt på bare tre uker. Ytterligere ni prototyper ble satt sammen før en grundig evalueringsfase fra juli til desember i fjor, inkludert testrigg og banetesting.

De ti prototypene testes nå i felt sammen med kundeaktiviteter, noe som vil avslutte den siste fasen av dette forsknings- og demonstrasjonsprosjektet for brenselcelle-Hilux.

Siden starten på utviklingen av hydrogenbrenselceller i 1992 har Toyota utvidet sin kunnskap om teknologien og oppmuntret til å ta den i bruk på en rekke ulike bruksområder, og har for tiden over 20 aktive hydrogenpartnerskap i Europa.

Disse inkluderer et femårig forsøk med hydrogendrevne VDL-lastebiler for å avkarbonisere Toyotas logistikkvirksomhet og stimulere til videre utvikling av bærekraftig hydrogeninfrastruktur over hele Europa.

Siden juli 2021 har Toyota samarbeidet om brenselcellebusser med Caetano Bus-partneren, mens det franske selskapet for ren mobilitet GCK bruker Toyotas brenselcellemoduler til å konvertere ti dieselbusser til nullutslippskjøretøy og sørge for transport av over 5000 besøkende under de olympiske og paralympiske leker i Paris 2024.

Et samarbeid med Corvus i Norge har resultert i et av de sikreste og mest avanserte marine brenselcellesystemene som finnes. I tillegg har Toyota samarbeidet tett med Energy Observer for å skape den første hydrogendrevne nullutslippsbåten som er selvforsynt med energi.

Toyotas brenselceller brukes også til andre bruksområder enn mobilitet, for eksempel de modulære brenselcellene som danner grunnlaget for Toyota-partneren EODevs GEH2-generatorer. I mai 2021 lyste disse generatorene opp Eiffeltårnet i Paris med grønt, bærekraftig lys.

Toyota bygger på sin omfattende erfaring og utvikler sin neste generasjon hydrogenbrenselceller, som forventes å levere bransjeledende ytelse gjennom lengre levetid og reduserte kostnader.

Toyota har videreutviklet teknologien siden 1992, og i 2015 ble Mirai verdens første masseproduserte sedan med hydrogenbrenselceller, basert på Toyotas førstegenerasjons brenselceller. Fem år senere ble andre generasjon brenselceller introdusert i en ny Mirai, som utvidet rekkevidden med 30 % til rundt 650 km.

For å utvide hydrogenets potensial til å omfatte mer enn bare biler, har Toyota pakket brenselcellene sine i en kompakt modulær form. Hovedkomponentene - brenselcellestakken og komponenter som håndterer lufttilførsel, hydrogentilførsel, kjøling og strømstyring - er integrert i en kompakt form som enkelt kan tilpasses til en rekke ulike produkter og bruksområder. Modulene er tilgjengelige i en boks eller i et flatt, rektangulært format, noe som gir større fleksibilitet og gjør det enklere å tilpasse dem til nye bruksområder.

Disse brenselcellemodulene monteres lokalt i Europa, ved TMEs FoU-senter i Belgia, som huser en monteringslinje som kombinerer avansert teknologi med høykvalitets montering. Hydrogen Factory Europe vil produsere et økende antall brenselcellesystemer og er nært knyttet til Toyotas andre hydrogenvirksomheter for å oppnå global rekkevidde og service..

Et sentralt element i Toyotas plan for økt bruk av hydrogen er den nye tredjegenerasjons brenselcelleteknologien som for tiden er under utvikling, med planlagt salg i 2026-27. Disse enhetene vil gi høyere effekttetthet og en forventet økning i rekkevidden på 20 %. Tekniske fremskritt og økt produksjonsvolum kan bidra til å redusere kostnadene med mer enn en tredjedel.

Videre forskning ser også på potensialet for skalerbare brenselcellestabler med ulik effekt og utforming av drivstofftanker med komplekse former som er kompatible med kjøretøy av ulik størrelse.

Ricardo er et globalt, strategisk ingeniør- og miljøkonsulentfirma som spesialiserer seg på transport, energi og knappe ressurser. Ricardo har støttet den tekniske integreringen av brenselcellekomponentene i Hilux-chassiset.

ETL (European Thermodynamics) er opptatt av å levere termiske løsninger med høy integritet gjennom fremragende design og innovasjon. ETL har studert reversible og flerviftearrangementer.

D2H Advanced Technologies tilbyr høyteknologiske ingeniørtjenester innen simulering, modellering, aerodynamikk, termodynamikk og design for motorsport og andre høyytelsesindustrier. D2H har gjennomført CFD-analyser for å finne ut hvor det kan gjøres forbedringer.

Thatcham Research, et selskap som jobber med å forstå mulighetene og risikoen ved ny kjøretøyteknologi, støttet prosjektet gjennom rådgivning om bærekraftige reparasjoner og utarbeidelse av hydrogenopplæring for reparasjonsmarkedet.