تويوتا ميراي

تستند سيارة ميراي إلى سيارة تويوتا FCV-R (سيارة خلايا الوقود) الاختبارية ، التي كُشف عنها في معرض طوكيو للسيارات 2011 ^{[ 18 ] [ 19 ]} ، وسيارة تويوتا FCV (سيارة خلايا الوقود) الاختبارية، التي كُشف عنها في معرض طوكيو للسيارات 2013. ^{[ 20 ]} كانت سيارة FCV الاختبارية سيارة سيدان زرقاء زاهية على شكل قطرة ماء "للتأكيد على أن الماء هو المادة الوحيدة التي تنبعث من عوادم السيارات التي تعمل بالهيدروجين". تتميز سيارة FCV بشبكة أمامية كبيرة وفتحات أخرى تسمح بدخول هواء التبريد والأكسجين لاستخدامه في خلية الوقود . ووفقًا لشركة تويوتا، فإن سيارة FCV الاختبارية قريبة في مظهرها من النسخة الإنتاجية المتوقعة للسيارة. ^{[ 21 ]} حجم سيارة FCV مشابه لحجم سيارة كامري . ^{[ 22 ]} من المتوقع أن يصل مدى سيارة FCV إلى حوالي 700 كيلومتر (430 ميلًا) وفقًا لدورة اختبار JC08 اليابانية . ^{[ 23 ]}  

بحسب شركة تويوتا، تتميز سيارة FCV بنظام خلايا وقود بكثافة طاقة خرج تبلغ 3.0  كيلوواط/لتر، أي ضعف كثافة الطاقة في نموذجها السابق، Toyota FCHV-adv ، الذي يوفر طاقة خرج تتجاوز 100 كيلوواط ، على الرغم من تقليص حجم الوحدة بشكل ملحوظ. تستخدم FCV مجموعة خلايا وقود صغيرة وخفيفة الوزن من تصميم تويوتا، بالإضافة إلى خزاني هيدروجين عاليي الضغط (70 ميجا باسكال) مثبتين أسفل هيكل السيارة المصمم خصيصًا. تتسع سيارة تويوتا FCV لأربعة ركاب. ومن المتوقع أن يكون سعر نظام خلايا الوقود أقل بنسبة 95% من سعر نظام Toyota FCHV-adv لعام 2008 عند طرحها في الأسواق عام 2015. ^{[ 24 ]}

يستفيد مفهوم مركبة خلايا الوقود (FCV) أيضًا من أجزاء من تقنية القيادة الهجينة التآزرية من تويوتا، بما في ذلك المحرك الكهربائي ووحدة التحكم في الطاقة ومكونات أخرى من مركباتها الهجينة، وذلك لتحسين الموثوقية وتقليل التكلفة. ^{[ 24 ]} كما تُستخدم التقنية الهجينة للعمل بالتزامن مع خلية الوقود. عند السرعات المنخفضة، كما هو الحال في القيادة داخل المدينة، تعمل مركبة خلايا الوقود تمامًا مثل أي سيارة كهربائية بالكامل، مستخدمةً الطاقة المخزنة في بطاريتها التي تُشحن من خلال الكبح المتجدد . عند السرعات العالية، تُشغّل خلية وقود الهيدروجين المحرك الكهربائي بمفردها. وعند الحاجة إلى مزيد من الطاقة، على سبيل المثال أثناء التسارع المفاجئ، تدعم البطارية نظام خلية الوقود، حيث يعملان معًا لتوفير قوة الدفع. ^{[ 25 ]}

في يونيو 2014، عرضت تويوتا سيارة تعمل بخلايا الوقود بتصميم خارجي قريب من التصميم النهائي، وأعلنت عن تفاصيل التسعير في اليابان، وحددت موعدًا لإطلاقها في السوق المحلية قبل أبريل 2015، مع اقتصار المبيعات الأولية على المناطق التي يجري فيها تطوير البنية التحتية للتزود بالهيدروجين. ^{[ 26 ]}

• 1992: بدأت شركة تويوتا بتطوير تقنية مركبات خلايا الوقود. ^{[ 23 ]}
• 1996: شاركت المركبة EVS13، وهي مركبة تعمل بخلايا الوقود مزودة بخزان هيدروجين من هيدريد المعدن، في عرض عسكري في أوساكا. ^{[ 23 ]}
• 2001: عرضت شركة تويوتا سيارات خلايا الوقود FCHV -4 وFCHV-5 و Daihatsu MOVE FCV-K-II في معرض طوكيو للسيارات. ^{[ 27 ]}
• 2002: أصبحت سيارة FCHV، المبنية على هيكل هايلاندر، متاحة للبيع بكميات محدودة في الولايات المتحدة واليابان. تبلغ قدرة خلية الوقود 90  كيلوواط. ويبلغ مداها 300 كيلومتر (185 ميلاً) . تم تسليم سيارتين من طراز FCHV إلى حرمي جامعة كاليفورنيا في إرفاين وديفيس، بينما ذهبت أربع سيارات إلى دوائر حكومية في اليابان. ^{[ 28 ]} 
• 2003: بدأت تويوتا ودايهاتسو اختبارات الطريق لسيارة MOVE FCV-K-II، وهي سيارة Kei تعمل بخلايا الوقود . ^{[ 29 ]}
• 2005: حصلت شركة FCHV على شهادة النوع في اليابان. ^{[ 23 ]}
• 2008: تم زيادة مدى سيارة FCHV-adv إلى 830 كم (515 ميلاً) لدورة الاختبار 10-15، بالإضافة إلى تحسين قدرات التشغيل البارد. ^{[ 23 ]} 
• 2009: الحكومة الأمريكية تتخلى عن تمويل سيارات خلايا وقود الهيدروجين. ^{[ 30 ] [ 31 ]}
• 2010: حافلة تويوتا/هينو FCHV تخدم خطوط النقل التجارية اليومية بين مطار هانيدا في طوكيو ومركز المدينة. ^{[ 32 ] [ 33 ]}
• 2011: أعلن ساتوشي أوجيسو، نائب رئيس مجموعة تخطيط المنتجات، أن جميع المشاكل التقنية قد تم حلها، وقال: "إن المشكلة الحقيقية الوحيدة المتبقية التي تقف في طريق المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود هي تكلفة الإنتاج الضخم". ^{[ 34 ]}
• 2011: عرضت شركة تويوتا سيارة اختبارية تعمل بخلايا الوقود، أطلق عليها اسم "FCV-R"، في معرض طوكيو للسيارات. ^{[ 18 ] [ 19 ]}
• 2012: يقول رئيس مجلس إدارة شركة تويوتا، تاكيشي أوتشيامادا: "إن القدرات الحالية للسيارات الكهربائية لا تلبي احتياجات المجتمع، سواء كان ذلك المسافة التي يمكن أن تقطعها السيارات، أو التكاليف، أو الوقت الطويل الذي تستغرقه عملية الشحن." ^{[ 35 ]}
• 2013: قام مراسلون بتجربة نماذج أولية من مركبة تعمل بخلايا الوقود. وأظهرت تويوتا أن عملية التزود بالوقود تستغرق أقل من ثلاث دقائق. ^{[ 36 ]}
• 2013: تويوتا تعرض سيارة سيدان FCV في معرض طوكيو للسيارات. ^{[ 20 ] [ 37 ]}
• يونيو 2014: عرضت تويوتا سيارة تعمل بخلايا الوقود قريبة من مرحلة الإنتاج للصحافة. ​​وأعلنت عن توفرها في اليابان مطلع عام 2015 بسعر يقارب 7 ملايين ين ياباني . ^{[ 38 ]}
• نوفمبر 2014: أصدرت تويوتا بيانًا صحفيًا وصورًا توضح تفاصيل النسخة الإنتاجية من سيارة خلايا الوقود. كما أُعلن عن الاسم الرسمي للسيارة، ميراي، والذي يعني "المستقبل". ^{[ 39 ]}
• أبريل 2015: كانت سيارة ميراي أول سيارة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين تقود سباق ناسكار في سباق تويوتا أونرز 400 في ريتشموند ، الولايات المتحدة.
• يونيو 2015: كانت سيارة ميراي هي سيارة الأمان في سباق تويوتا/سيف مارت 350 في سونوما ، الولايات المتحدة.
• 21 أكتوبر 2015: بدء البيع والتسليم في كاليفورنيا ، وهو نفس اليوم الذي سافرت إليه السيارة الطائرة التي تعمل بالطاقة الاندماجية في فيلم العودة إلى المستقبل الجزء الثاني عبر الزمن. ^{[ 40 ]}
• أغسطس 2018: تم إعادة تعبئة سيارة ميراي في أستراليا بالهيدروجين المفصول عن الأمونيا باستخدام تقنية الأغشية. ^{[ 41 ]}
• أكتوبر 2019: تم الإعلان عن الجيل الثاني من سيارة ميراي لعام 2021، والمبنية على منصة TNGA ذات الدفع الخلفي . ^{[ 42 ]} وهي أطول وأعرض وأقل ارتفاعًا بشكل ملحوظ من الجيل الأول.
• يوليو 2024: رُفعت دعوى قضائية جماعية ضد شركة تويوتا في كاليفورنيا بسبب نقص الهيدروجين المتاح لسيارات خلايا الوقود الكهربائية. ^{[ 43 ]}

بدأت شركة تويوتا تطوير خلايا الوقود في اليابان في أوائل التسعينيات، وقامت بتطوير سلسلة من المركبات التي تعمل بخلايا الوقود، وأخضعتها لاختبارات على الطرق لأكثر من 1,600,000 كيلومتر (1,000,000 ميل) . 

منذ عام 2012، قطعت مركبات اختبار خلايا الوقود آلاف الأميال على طرق أمريكا الشمالية. وشمل ذلك اختبارات في ظروف حارة في وادي الموت ، واختبارات في ظروف باردة في يلوناييف بكندا، وتسلق تلال شديدة الانحدار في سان فرانسيسكو ، ورحلات على ارتفاعات عالية في كولورادو . كما خضعت خزانات الهيدروجين المصنوعة من ألياف الكربون، والتي صممتها تويوتا، لاختبارات قاسية لضمان قوتها ومتانتها في حالة الاصطدام. ^{[ 44 ]}

بين سبتمبر 2015 وفبراير 2016، قطعت سيارة ميراي واحدة مسافة 100,000 كيلومتر (62,000 ميل) في 107 أيام على طرق مختلفة في هامبورغ ، باستخدام ما يزيد قليلاً عن طن واحد من الهيدروجين. ^{[ 45 ]} 

بدأت شركة تويوتا باختبار خليتي وقود من طراز ميراي في شاحنة نصف مقطورة كهربائية من الفئة 8 في ميناء لوس أنجلوس في عام 2017 كجزء من مشروع بورتال . ^{[ 46 ]}

تستخدم سيارة ميراي نظام خلايا الوقود من تويوتا (TFCS)، الذي يجمع بين تقنية خلايا الوقود والتقنية الهجينة ، ويتضمن مكونات طورتها تويوتا خصيصًا، بما في ذلك مجموعة خلايا الوقود ، ومحول تعزيز خلايا الوقود، وخزانات الهيدروجين عالية الضغط . يتميز نظام TFCS بكفاءة طاقة أعلى من محركات الاحتراق الداخلي ، ولا ينبعث منه _ثاني أكسيد الكربون أثناء التشغيل، ولا أي مواد ضارة أثناء القيادة. يُسرّع النظام سيارة ميراي من 0 إلى 97  كم/ساعة ( من 0 إلى 60 ميل/ساعة ) في 9.0 ثوانٍ، ويقطع مسافة من 40 إلى 64 كم/ساعة (من 25 إلى 40 ميل/ساعة) في 3 ثوانٍ _. تستغرق عملية التزود بالوقود في ميراي ما بين 3 و5 دقائق، وتتوقع تويوتا أن يصل مداها الإجمالي إلى 480 كم (300 ميل) بخزان وقود ممتلئ. ^{[ 44 ]} تحتوي ميراي على زر يحمل علامة H₂O يفتح بوابة في الخلف، ليُفرغ بخار الماء الناتج عن تفاعل الهيدروجين والأكسجين في خلية الوقود. ^{[ 48 ]} ​​يبلغ حجم الماء الخارج من العادم 240 مل _لكل 4 كيلومترات من التشغيل. ^{[ 50 ] [ 51 ]}     

في نهاية الرحلة، تبقى بعض المياه في الأنابيب. باستخدام زر H2O _، تُضخ المياه من السيارة عبر الأنابيب إلى خارجها. يُظهر الفيديو العملية بعد حوالي 30 كيلومترًا ( 20 ميلًا) . 

مجموعة خلايا الوقود

حقق الجيل الأول من خلايا تويوتا FC Stack قدرة قصوى تبلغ 114 كيلوواط (153 حصانًا؛ 155 حصانًا متريًا) . وقد تم تعزيز كفاءة توليد الكهرباء باستخدام قنوات تدفق ثلاثية الأبعاد دقيقة. هذه القنوات - وهي الأولى من نوعها عالميًا، وفقًا لشركة تويوتا - رُتبت في بنية شبكية ثلاثية الأبعاد دقيقة لتحسين توزيع الهواء (الأكسجين)، مما أتاح توليدًا متجانسًا للكهرباء على أسطح الخلايا. وقد وفر هذا بدوره حجمًا صغيرًا وأداءً عاليًا، بما في ذلك كثافة إنتاج الطاقة الرائدة عالميًا للخلايا والتي تبلغ 3.1 كيلوواط/لتر (أعلى بمقدار 2.2 مرة من طراز تويوتا FCHV-adv السابق ذي التأجير المحدود)، أو 2.0 كيلوواط/كيلوغرام. تتكون كل خلية من 370 خلية (مكدسة في خط واحد)، بسماكة 1.34 ملم (0.05 بوصة) ووزن 102 غرام (3.6 أونصة) . تُنتج مجموعة خلايا الوقود المدمجة في سيارة ميراي طاقةً تزيد بنحو 160 ضعفًا عن خلايا الوقود المنزلية المتوفرة في اليابان. ^{[ 44 ]} تحتوي سيارة ميراي على محول جديد مدمج ( سعة 13 لترًا (2.9 جالون إمبراطوري ؛ 3.4 جالون أمريكي ) )، عالي الكفاءة وعالي السعة، تم تطويره لرفع الجهد المُولّد في مجموعة خلايا الوقود من تويوتا إلى 650 فولتًا. ^{[ 44 ]}          

خزانات الهيدروجين عالية الضغط

تحتوي مركبة ميراي على خزانين للهيدروجين بهيكل ثلاثي الطبقات مصنوع من بلاستيك مقوى بألياف الكربون، يتكون من النايلون 6 من شركة أوبي للصناعات ^{[ 52 ]} ومواد أخرى. تبلغ سعة الخزانين مجتمعين 122 لترًا (27 جالونًا إمبراطوريًا ؛ 32 جالونًا أمريكيًا ) ^{[ 53 ]} ، ويخزنان الهيدروجين عند ضغط 70 ميجا باسكال (10000 رطل لكل بوصة مربعة) . يبلغ الوزن الإجمالي للخزانين 87.5 كيلوغرامًا ( 193 رطلًا) ^{[ 47 ] [ 44 ]} ، وسعة كل منهما 5 كيلوغرامات (11 رطلًا) .          

أمان

في مركز هيغاشي-فوجي التقني التابع لشركة تويوتا ، خضعت سيارة ميراي لاختبارات تصادم مكثفة لتقييم تصميمها المُصمم خصيصًا لمواجهة الصدمات الأمامية والجانبية والخلفية، وتوفير حماية فائقة لركابها. كما تم تحقيق مستوى عالٍ من السلامة في حالات التصادم لحماية مجموعة خلايا الوقود وخزانات الهيدروجين عالية الضغط من تشوه الهيكل. وتتميز خزانات الهيدروجين عالية الضغط بأداء ممتاز في منع تسرب الهيدروجين، بالإضافة إلى قوتها ومتانتها. وتوفر مستشعرات الهيدروجين تنبيهات، كما يمكنها إغلاق صمامات الإيقاف الرئيسية للخزان. وتقع خزانات الهيدروجين والأجزاء الأخرى المتعلقة بالهيدروجين خارج المقصورة لضمان تبدد الهيدروجين بسهولة في حال تسربه. وقد تم تعزيز هيكل السيارة باستخدام بوليمرات مُدعمة بألياف الكربون من شركة توراي ^{[ 54 ]} ، وهو مصمم لتوزيع وامتصاص طاقة الصدمات عبر أجزاء متعددة، لضمان أداء عالٍ في السلامة من الصدمات، وحماية مجموعة خلايا الوقود وخزانات الهيدروجين عالية الضغط أثناء الصدمات الأمامية أو الجانبية أو الخلفية. ^{[ 44 ]}

بدأت المبيعات في اليابان في 15 ديسمبر 2014. ^{[ 81 ]} يبدأ السعر من 6,700,000 ين ياباني (حوالي 57,400 دولار أمريكي ) قبل الضرائب وحافز حكومي قدره 2,000,000 ين ياباني (حوالي 19,600 دولار أمريكي ). ^{[ 14 ]} في البداية، اقتصرت المبيعات على العملاء الحكوميين والشركات. اعتبارًا من ديسمبر 2014 وقد تجاوزت الطلبات المحلية بالفعل 400 جهاز ميراي، متجاوزة هدف مبيعات اليابان للسنة الأولى، ونتيجة لذلك، هناك قائمة انتظار لأكثر من عام. ^{[ 81 ]}

كما تقدم الحكومة اليابانية دعماً بنسبة 50% من تكاليف التركيب، مع تخصيص 7,200,000,000 ين ياباني (حوالي 61.7 مليون دولار أمريكي ) للسنة المالية 2014. ^{[ 82 ]} تبلغ تكلفة محطة الهيدروجين في اليابان 280,000,000 ين ياباني (حوالي 2.4 مليون دولار أمريكي )، أي ما يزيد بحوالي 150,000,000 ين ياباني (حوالي 1.29 مليون دولار أمريكي ) عن تكلفتها في أوروبا، مما يسمح باستخدام مواد عامة أكثر.

سلّمت تويوتا أول سيارة ميراي إلى مقر إقامة رئيس الوزراء ، وأعلنت عن تلقيها 1500 طلب شراء في اليابان خلال شهر واحد من بدء المبيعات في 15 ديسمبر 2014، مقابل هدف مبيعات بلغ 400 سيارة خلال 12 شهرًا. ^{[ 83 ] [ 84 ]} وبحلول منتصف فبراير 2017، بيع حوالي 1500 سيارة ميراي في اليابان، ^{[ 85 ]} وبلغ إجمالي المبيعات حوالي 2100 سيارة بنهاية عام 2017. ^{[ 80 ]}

تم تسليم أول 57 وحدة إلى عملاء التجزئة في كاليفورنيا خلال شهري أكتوبر ونوفمبر 2015. ^{[ 15 ]} كانت تويوتا تأمل في طرح سيارة ميراي في الولايات الشمالية الشرقية الخمس خلال النصف الأول من عام 2016، إلا أن البنية التحتية لتزويد السيارات بالهيدروجين لم تكن قد بُنيت بعد في المنطقة. وقد التزمت تويوتا بتوفير خدمة تزويد السيارات بالهيدروجين مجانًا للمشترين الأوائل لسيارة ميراي خلال السنوات الثلاث الأولى، كما فعلت هيونداي مع مستأجري سيارتها هيونداي توسان-ix35 التي تعمل بخلايا الوقود في كاليفورنيا. ^{[ 86 ] [ 87 ]}

في السوق الأمريكية، بدأ سعر سيارة تويوتا ميراي موديل 2016 من 57,500 دولار أمريكي قبل أي حوافز حكومية، وكان خيار التأجير متاحًا لمدة 36 شهرًا بدفعة أولى قدرها 3,649 دولارًا أمريكيًا وقسط شهري قدره 499 دولارًا أمريكيًا. ^{[ 86 ] [ 87 ] [ 88 ]} وقد وضعت عدة ولايات حوافز وإعفاءات ضريبية لمركبات خلايا الوقود. ^{[ 89 ] [ 90 ]} وباعتبارها مركبة عديمة الانبعاثات ، فإن ميراي مؤهلة للحصول على خصم شراء في كاليفورنيا بقيمة 5,000 دولار أمريكي من خلال مشروع خصم المركبات النظيفة . ^{[ 90 ]} انتهى العمل بالإعفاء الضريبي الفيدرالي لمركبات خلايا الوقود في الأصل في 31 ديسمبر 2014، ^{[ 87 ] [ 91 ]} ولكن تم تمديده بأثر رجعي حتى 31 ديسمبر 2016. ^{[ 91 ]} وبحلول سبتمبر 2016، خفضت تويوتا الدفعة المقدمة من 3649 دولارًا أمريكيًا إلى 2499 دولارًا أمريكيًا ، وسعر التأجير إلى 349 دولارًا أمريكيًا شهريًا مع العديد من المزايا، ^{[ 92 ]} وباعت 710 سيارات ميراي. ^{[ 93 ]}

اعتبارًا من ديسمبر 2017 بلغ إجمالي مبيعات الولايات المتحدة حوالي 2900 وحدة من طراز ميراي. ^{[ 80 ]} تجاوزت المبيعات في كاليفورنيا حاجز 3000 وحدة في يناير 2018، حيث كان هناك 31 محطة بيع بالتجزئة للهيدروجين قيد التشغيل. ^{[ 94 ]} اعتبارًا من يناير 2018 ^{[ 94 ]} مثّلت مبيعات سيارة ميراي أكثر من 80% من جميع مركبات خلايا وقود الهيدروجين على الطرق في الولايات المتحدة.

في عام 2024، رفع مالكو سيارات ميراي دعوى قضائية جماعية في كاليفورنيا بسبب نقص محطات التزود بالهيدروجين، زاعمين، من بين أمور أخرى، التستر الاحتيالي والتضليل، فضلاً عن انتهاكات قانون الإعلان الكاذب في كاليفورنيا والإخلال بالضمان الضمني. ^{[ 43 ]}

في يناير 2018، أعلنت شركة تويوتا كندا أن سيارة ميراي ستُطرح في السوق الكندية أولاً في مقاطعة كيبيك ، تماشياً مع معيار المركبات عديمة الانبعاثات الذي اعتمدته حكومة المقاطعة في الشهر السابق. ^{[ 95 ]} وكانت حكومة كيبيك قد أجرت سابقاً اختبارات داخلية على أسطول من 50 سيارة ميراي، تحت إشراف وزير الموارد الطبيعية في كيبيك ، بيير مورو . ^{[ 96 ]} وأُقيمت أولى العروض التوضيحية العامة للسيارة في معرض مونتريال الدولي للسيارات في يناير 2018. ^{[ 97 ]} وتتعاون تويوتا مع جهات أخرى، من بينها وزارة الطاقة في كيبيك وشركة هيدرو-كيبيك ، لتوفير بنية تحتية لتزويد السيارات بالهيدروجين في المقاطعة. ^{[ 98 ]}

تم إطلاق السيارة في الأسواق الأوروبية في سبتمبر 2015 ^{[ 86 ]،} وكانت المملكة المتحدة أول دولة تبيع سيارة ميراي خارج اليابان، حيث سلمت أول سيارة إلى شركة ITM Power . ^{[ 99 ]} كما كانت ألمانيا والدنمارك من بين الدول الأوروبية الأولى التي طُرحت فيها ميراي، وتلتها أسواق أخرى في عام 2017. ^{[ 17 ]} في ألمانيا، بدأ سعرها من 60,000 يورو (حوالي 75,140 دولارًا أمريكيًا ) بالإضافة إلى ضريبة القيمة المضافة . ^{[ 17 ]} اعتبارًا من ديسمبر 2019 تتوفر سيارة ميراي للبيع بالتجزئة في معظم أنحاء أوروبا، بما في ذلك المملكة المتحدة والدنمارك وألمانيا وبلجيكا وفرنسا وهولندا وإيطاليا وإسبانيا والسويد والنرويج. ^{[ 16 ]} وبحلول نهاية عام 2019، بيع حوالي 640 سيارة ميراي في أوروبا. وأضافت كوبنهاغن 100 سيارة أجرة في عام 2021. ^{[ 100 ]}

وقدّر رئيس البرلمان الأوروبي السابق بات كوكس أن شركة تويوتا ستخسر في البداية ما بين 50,000 يورو و 100,000 يورو ( ما يعادل 60,000 دولار أمريكي إلى 133,000 دولار أمريكي بأسعار صرف عام 2014) على كل سيارة ميراي تم بيعها في عام 2015. ^{[ 101 ]}