Prace nad elektrycznymi samochodami na wodorowe ogniwa paliwowe (FCEV) Toyota rozpoczęła już w 1992 roku. W 2014 roku z sukcesem wprowadziła na rynek sedana Mirai. To przełomowe osiągnięcie było możliwe dzięki doświadczeniom, jakie Toyota zebrała podczas opracowywania i produkcji hybryd. Napędy hybrydowe stanowią bowiem kluczową technologią dla wszystkich rodzajów zelektryfikowanych napędów Toyoty.
Kluczowe rozwiązania wypracowane przez inżynierów Toyoty podczas prac badawczo-rozwojowych nad napędami hybrydowymi są stosowane również w pełnych hybrydach nieładowanych z zewnątrz (HEV), w hybrydach plug-in (PHEV), autach elektrycznych na baterie (BEV) oraz w pojazdach elektrycznych na wodorowe ogniwa paliwowe (FCEV).
Każda z tych technologii najlepiej sprawdza się w określonych warunkach. Na przykład BEV to świetne rozwiązanie na krótkie trasy w mieście. HEV i PHEV sprawdzają się jako uniwersalne samochody osobowe zarówno na długie dystanse, jak i podczas miejskiej jazdy. FCEV może znaleźć zastosowanie w dużych samochodach osobowych oraz ciężarówkach i autobusach, zapewniając bezemisyjność transportu towarowego i komunikacji publicznej.
Nowa generacja Toyoty Mirai technologię elektrycznego napędu zasilanego ogniwami paliwowymi wynosi na wyższy poziom. Samochód charakteryzuje się atrakcyjną stylistyką i budzącym emocje, bezemisyjnym napędem zapewniającym świetne właściwości jezdne. Całkowicie przebudowany zestaw ogniw paliwowych, inteligentne rozłożenie elementów na platformie oraz opływowe nadwozie o niskim współczynniku oporu powietrza sprawiają, że nowy Mirai zużywa o 10% mniej paliwa od poprzednika, a jego zasięg wzrasta do około 650 km. Samochód nie emituje przy tym żadnych spalin, a jedynie czystą parę wodną.
Podczas prac nad nowym Mirai Toyota szczególną uwagę poświęciła jego osiągom, właściwościom jezdnym i oczywiście stylistyce. Priorytetem było zwiększenie wydajności napędu i wydłużenie zasięgu na jednym tankowaniu w porównaniu z Mirai pierwszej generacji. Większa moc auta i pojemność zbiorników wodoru, poprawiona wydajność napędu i lepsza aerodynamika sprawiły, że zasięg auta wydłużył się o 30% – do około 650 km. Mirai, którego tankowanie trwa kilka minut, stało się autem na długie trasy.
Nowa generacja Toyoty Mirai została zbudowana w architekturze TNGA. Umożliwiła ona znacznie lepsze rozłożenie komponentów napędu, co pozwoliło wygospodarować więcej miejsca we wnętrzu oraz optymalnie rozłożyć masę auta między przodem a tyłem. Zestaw ogniw paliwowych został przesunięty do przodu spod kabiny do przedniej części auta, co zwiększyło ilość miejsca dla pasażerów oraz pozwoliło zamontować z tyłu trzyosobową kanapę zamiast dotychczasowych dwóch miejsc siedzących i podłokietnika.
Druga generacja Toyoty Mirai zyskała bardziej atrakcyjne proporcje. Wysokość modelu została obniżona o 65 mm (do 1 470 mm), a rozstaw osi zwiększył się o 140 mm (do 2 920 mm). Tylny zwis został wydłużony o 85 mm, a długość auta wzrosła do 4 975 mm. Niżej położony środek ciężkości, rozstaw kół większy o 75 mm oraz większe, 19'' lub 20'' koła sprawiają, że samochód wygląda bardziej dynamicznie i sportowo.
Konstruktorzy nowej Toyoty Mirai chcieli stworzyć samochód, który przyciągałby klientów nie tylko oszczędnym i bezemisyjnym napędem, lecz również swoją stylistyką. Atrakcyjność tego modelu udało się zwiększyć m.in. dzięki zastosowaniu nowej platformy GA-L. Umożliwiła ona bardziej kompaktowe rozłożenie elementów napędu, co pozwoliło uzyskać więcej miejsca we wnętrzu i zamontować trzeci zbiornik wodoru, który pozwolił zwiększyć zasięg auta.
Zbiorniki w Toyocie Mirai są teraz ułożone w literę T. Najdłuższy jest zamocowany pod podłogą, pośrodku platformy, na osi pojazdu. Dwa mniejsze umieszczono poprzecznie pod tylnymi siedzeniami i bagażnikiem. Łącznie mieści się w nich 5,6 kg wodoru, czyli o 1 kg więcej niż w poprzedniej generacji modelu. Miejsce ich zamocowania przyczynia się do obniżenia środka ciężkości samochodu.
Architektura TNGA umożliwiła przesunięcie zestawu ogniw paliwowych z dotychczasowego miejsca pod podłogą kabiny do przedniej części samochodu pod maską. Bardziej kompaktowa bateria trakcyjna oraz silnik elektryczny umieszczono nad tylną osią. Rozmieszczenie tych elementów zoptymalizowano w taki sposób, by uzyskać rozłożenie masy między przodem i tyłem w proporcji 50:50.
Warto podkreślić, że zbiorniki wodoru mają mocniejszą, wielowarstwową konstrukcję i są bardzo lekkie. Wodór stanowi 6% łącznej masy paliwa i zbiorników.
W nowej Toyocie Mirai zastosowano zestaw ogniw paliwowych i konwerter FCPC (fuel cell power converter), które zostały opracowane z myślą o montażu na platformie GA-L. Inżynierowie umieścili w jednej zwartej obudowie wszystkie elementy zestawu ogniw paliwowych – pompy wody, intercooler, klimatyzator, kompresory powietrza i pompę recyrkulacji wodoru. Każda z tych części jest mniejsza i lżejsza, a jednocześnie bardziej wydajna niż w poprzedniej generacji Mirai.
Obudowa ogniw paliwowych także jest mniejsza dzięki technice zgrzewania tarciowego z przemieszaniem, która umożliwiła zmniejszenie odstępu między ogniwami a obudową.
Podobnie jak i w poprzedniej generacji tego modelu w ogniwach paliwowych użyto polimeru w stanie stałym. Zestaw jest mniejszy – składa się z 330 ogniw (w poprzedniej generacji było ich 370). Mimo to jego maksymalna moc wzrosła ze 114 kW do 128 kW. Było to możliwe dzięki większej gęstości mocy, która wzrosła z 3,1 kW/l do 5,4 kW/l (z wyjątkiem krańcowych ogniw).
Podróż po Europie wodorową Toyotą Mirai