Toyota Mirai 2021 mit deutlich mehr Reichweite

Toyota Mirai 2021 mit deutlich mehr Reichweite

5. März 2021 Aus Von N. Hagedorn
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Schon seit 1992 entwickelte die Grundlagen für das Brennstoffzellen-Fahrzeug. Im Jahr 2015 erschien mit dem ersten Serienfahrzeug Mirai ein interessantes Fahrzeugkonzept für das 21. Jahrhundert. Mit einer neuen Brennstoffzellen-Technologie und neuem Design will Toyota das Publikum für den neuen Mirai begeistern. Bisher sind PKW mit Brennstoffzellenantrieb noch eine Nische, Toyota strebt für die Zukunft höhere Verkaufszahlen an.

Während die Elektroautos in Europa von Jahr zu Jahr deutliche Zuwächse erzielen, ist der Markt für Brennstoffzellenfahrzeuge konstant niedrig. Ein dünnes Wasserstoff-Tankstellennetz, hohe Neuwagenpreise und eine bisher geringe Akzeptanz sind wichtige Gründe für die Kaufrückhaltung. Nur wenige Fahrzeuge aus diesem Segment werden meistens auch nur auf Bestellung angeboten. Mit einer effektiveren Brennstoffzellen-Technologie, einer neuen Raumaufteilung und einem ansprechenderen Design tritt der neue Toyota Mirai an.

Alle aktuellen Brennstoffzellen-PKW erzielen kaum mehr Reichweite als ein modernes Elektroauto, und so musste laut Toyota in erster Linie die Reichweite deutlich gesteigert werden. In der neuen Mirai-Generation sind für dieses Ziel Motorleistung, das Fassungsvermögen der Wasserstofftanks und Aerodynamik überarbeitet worden. Im Endeffekt soll der Aktionsradius gegenüber dem aktuellen Mirai um 30% erhöht worden sein und beträgt laut Herstellerangaben circa 650 Kilometer. Damit lassen sich dann auch Langstrecken entspannt fahren.

Modulare GA-L-Plattform als Basis

Die Basis für den Mirai bildet die TNGA-L-Plattform ( TNGA – Toyota New Global Architecture ). Damit rückt die Brennstoffzelleneinheit unter die Motorhaube, oder sollte man ab jetzt Brennstoffzellenhaube sagen? Der größte Vorteil liegt auf jeden Fall in einem Zugewinn für den Innenraum, er bietet jetzt endlich Platz für fünf Personen. Der Radstand wächst mit der neuen Plattform noch einmal um 14 Zentimeter an auf stattliche 2,92 m, dafür konnte die Fahrzeughöhe noch einmal um 6,5 Zentimeter auf 1,47 m reduziert werden. Ein breitere Spur und größere Räder mit 19 oder 20 Zoll Felgendurchmesser lassen ihn als imposantes Sportcoupe erscheinen.

Deutlich mehr Platz auf der Rücksitzbank Mirai II - Copyright Toyota
Deutlich mehr Platz auf der Rücksitzbank Mirai II – Copyright Toyota

Die Reichweitenerhöhung steht ebenfalls im Zusammenhang mit der neuen GA-L-Plattform. Mit drei anstelle von zwei Hochdruck-Wasserstofftanks kann der Mirai die Gesamtkapazität auf 5,6 Kilogramm Wasserstoff ausbauen. Die Tanks sind unter dem Fahrzeugboden und Kofferraum angebracht und sorgen damit auch für einen niedrigen Schwerpunkt. Die kompakte Hochvoltbatterie und der Elektromotor sind über der Hinterachse angebracht. Die Gewichtsverteilung ist optimiert auf jeweils 50% auf die Vorder- und Hinterachse.

Kompakter Brennstoffzellen-Stack

Laut Toyota sind jetzt alle Komponenten einschließlich Wasserpumpen, Zwischenkühler, Luftkonditionierer, Verdichter und Wasserstoff-Rezirkulation im Rahmen des Brennstoffzellen-Verbunds zusammengefasst. Der Batteriepack besteht aus 330 Zellen mit einer spezifischen Leistungsdichte von 5,4 kW pro Liter. Die Zelle ist jetzt bei Temperaturen bis zu minus 30 Grad Celsius startfähig.

„Die Brennstoffzelleneinheit umfasst darüber hinaus einen DC-DC-Konverter (Gleichstrom-Gleichstrom) und modulare Hochspannungskomponenten. Sie sind dank modernster Technologien 21 Prozent kleiner als das aktuelle System, während das Gewicht um 2,9 auf 25,5 Kilogramm sank. Bei den Transistoren der Intelligent Power Modules (IPM) setzt Toyota erstmals die nächste Generation von Siliziumkarbid-Halbleitern ein. Dies verbessert die Leistungsabgabe, obwohl weniger Transistoren zum Einsatz kommen und der Leistungsverlust geringer ausfällt. Im Umkehrschluss kann hierdurch der gesamte Brennstoffzellen-Konverter FCPC kleiner dimensioniert werden.“ (Quelle: Toyota)

Neuer Toyota Mirai - Copyright Toyota
Neuer Toyota Mirai – Copyright Toyota

Bisher setzte Toyota auf Nickel-Metallhydrid-Batterien, im neuen Mirai wird eine Lithium-Ionen-Batterie mit 4,0 Ah Kapazität verbaut. Der kompaktere Akku sitzt hinter der Rücksitzbank. Beim Fahrwerk setzt der Mirai jetzt auf komfortablere Mehrlenker-Radaufhängungen vorne und hinten.

Partikelfilter

Ein von Toyota entwickelter Filter, der nach dem Katalysatorprinzip arbeitet, soll laut Herstellerangaben aus der Luft mikroskopisch kleine Partikel herausfiltern – darunter Schwefeldioxid (SO2), Stickoxide (NOx) und PM-2,5-Nanopartikel. Damit sollen offenbar 90 bis 100 Prozent aller Partikel mit einem Durchmesser zwischen null und 2,5 Mikrometern, die durch den Ansaugtrakt strömen, im Filter aufgefangen werden. Hier stellt sich aus unserer Sicht noch die Frage, wie diese Filter recycelt werden.

Brennstoffzelle im PKW – quo vadis?

Während der Einbau der Brennstoffzellen im LKW-Sektor ein Zukunftsmarkt bis 2030 werden wird, stellt sich beim PKW die Frage, ob sich diese Technologie durchsetzt. Toyota will bei der 2. Generation den Verkaufspreis um 20 % gegenüber dem Vorgängermodell senken. Es bleibt abzuwarten, ob damit die von Toyota prognostizierte Verzehnfachung der Auslieferungen möglich sein wird.

Zurzeit gibt es weltweit einige hundert Wasserstoff-Tankstellen. Laut Ankündigungen sollen bis zum Jahr 2030 mehr als 5.000 Tankstellen auf den wichtigen Märkten entstehen. Im Augenblick gibt es nur einige Länder mit ehrgeizigen Plänen für Mobilität auf Wasserstoffbasis. Hierzu zählen beispielsweise Korea mit angepeilten 1,8 Millionen Fahrzeugen oder China und Kalifornien mit je einer Million erwarteten Fahrzeugen bis zum Jahr 2030.

Kooperation mit BMW

BMW und Toyota arbeiten bereits seit 2013 bei Brennstoffzellenantrieben zusammen, außerdem entwickeln sie gemeinsam einen Sportwagen. Der als Toyota Supra und als BMW Z4 herausgebrachte Sportwagen wird bei Magna Steyr in Graz produziert. Bei der Brennstoffzelle will Oliver Zipse die Kooperation über 2025 hinaus verlängern, sagte er der Automobilwoche. Außerdem wollen beide Partner eine Serie des Modells X5 mit Brennstoffzellenantrieb auf den Markt bringen. „Ich denke jetzt für die nächsten Jahrzehnte, dass wir gut daran tun, dieses Bonding weiter zu fördern und zu stärken“, lautet das offizielle Statement von BMW-Chef Oliver Zipse gegenüber der Automobilwoche.

Addendum

Titelbild – Neuer Toyota Mirai – Copyright Toyota

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N. Hagedorn