Gammal vävstol kapar priset på bränslecellsbil

2015-02-25 05:30 Eddie Pröckl  

De första exemplaren av bränslecellsbilen Mirai är levererade i Japan. Bilen kostar en bråkdel av sina föregångare. Ändå ligger prislappen på mellan 550 000 och 750 000 kronor i olika delar av världen. Om fem år ska den kapas med en tredjedel, lovar Toyota.

I entrén till Toyotamuseet i Nagoya står en cirkulär vävstol som uppfanns 1906 av företagets grundare Sakishi Toyoda. Han fick patent på sin uppfinning 1907, och kompletterade den under de följande åren.

I dag använder Toyota den 100 år gamla tekniken till att kapa priset på bränslecellsbilar. En specialbyggd cirkulär vävstol gör det möjligt att producera trycktankar av kolfiber i industriell skala.

Jämfört med tidigare teknik innebär det dramatiska prissänkningar.

Vätgasen ställer nämligen extrema krav på täthet, och de första generationerna trycktankar kunde kosta mer än själva bränslecellsstacken.

Toyota provkörde den första generationen bränslecellsbilar 2001. Tekniken var svindyr, och fortsatte att vara så till och med den näst senaste generationen, som kom 2008.

– Sedan dess har vi sänkt kostnaden för drivlinan och trycktankarna med 95 procent, sade Toyotas chefsingenjör Satoshi Ogiso inför lanseringen av Mirai i slutet av förra året.

Kostnadsreduktionen består framför allt i att man har tagit bort en trycktank och minskat mängden ädelmetall i bränslecellsstacken.

Stackens storlek har också hållits nere med hjälp av en spänningsomvandlare av samma typ som används i hybridbilen Prius. En ny kolfiberkvalitet och vävteknik har också minskat kostnaden för trycktankarna.

Spänningsomvandlaren höjer utspänningen från bränslecellen till den nivå som elmotorn behöver. Resultatet blir lägre effekt, men det kompenseras med ett batteri som avlastar bränslecellen när det behövs.

Resultatet är den nya Mirai, som började byggas i december. Prislappen i Japan ligger nu på motsvarande 535 000 kronor. I Europa blir priset 66 000 euro plus skatt, vilket motsvarar cirka 740 000 kronor i Sverige. I USA kommer den att kosta knappt 480 000 kronor, men subventioner på minst 80 000 kronor tillkommer.

Toyota har tidigare sagt att man kommer att subventionera bilen, på samma sätt som när laddhybriden Prius introducerades. Enligt europeiska branschbedömare ligger subventionerna på mellan 50 000 och 100 000 kronor.

Just nu tillverkas Mirai vid en speciell produktionslina i Motomachifabriken i Toyota City. Företaget har sagt att högst 700 bilar ska tillverkas till 2015. För 2016 är inte något tak bestämt. 2017 vet man att Kalifornien vill ha minst 3 000 bilar. Efterfrågan har dock överträffat förväntningarna, och redan under januari 2015 beställdes 1 500 Mirai i Japan.

Om fem år räknar Toyota med att tillverka 10 000-tals bränslecellsbilar per år. Kostnaden för drivlinan ska då ha pressats ner ytterligare 50 procent. Toyotas bränslecellsbil ska år 2020 inte kosta mer än en laddhybrid i samma storleksklass, vilket innebär sänkningar på mellan 30 och 40 procent jämfört med dagens priser.

Det ska åstadkommas i första hand genom att industrialisera produktionen av de två dyraste komponenterna: trycktankarna och bränslecellsstacken. Automatiserad masstillverkning, parallellt med fortsatt kostnadsjakt, är receptet. I kostnadsjakten ingår en ytterligare sänkning av halten ädelmetall i katalysatorn och en enklare kolfiberkvalitet i trycktankarna.

Därutöver har Toyota de senaste veckorna inlett försök med halvledare av kiselkarbid, som ska ersätta de vanliga halvledarna av kisel bland annat i spänningsomvandlaren från bränslecellen. Spänningsomvandlaren höjer utspänningen från bränslecellen till den nivå som elmotorn behöver.

Kiselkarbid ger mindre förluster och är dessutom mer värmetåligt än dagens material. Det innebär att man kan få ner kostnaderna för kylning i kringsystemen.

Resten av bilen är redan prispressad. Den består av delar som Toyota sedan tidigare massproducerar i sina hybridbilar: elmotorn, batteriet (nickel-metallhydrid), axlarna, kraftöverföringen. Grunden är identisk med hybridbilen Camry, som tillverkas i hundratusentals exemplar.

Företaget uppger att drivlinan på Mirai kostar lika mycket som motsvarande batteridrivna bil med 50 mils räckvidd. Men det finns inte samma skalfördelar i en batteriproduktion som det finns i en produktion av bränslecellsstackar.



Följ Ny Teknik på Facebook!

Andra bränslecellsbilar

  • Alla de stora tillverkarna utvecklar och provar bränslecellsbilar. Bland andra Volkswagen har visat prototyper som i princip är produktionsklara. Det som håller tillbaka är bristen på infrastruktur, alltså vätgasmackar. I Sverige finns för närvarande en, i Malmö. Under 2015 ska det byggas en i Göteborg och en vid Arlanda utanför Stockholm.
  • Förutom Toyota Mirai finns Hyundai iX35 Fuel Cell att köpa på marknaden. Nya Honda FCV ska börja säljas nästa år.

Eddie Pröckl

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Senaste inom

Debatt