حملت تويوتا FCHV منظومة هيدروجين داخل جسم SUV مألوف، لتجرب السيارة خارج المختبر لدى مستخدمين فعليين. كان اسمها اختصاراً لمركبة هجينة بخلايا الوقود: تولد الخلية الكهرباء، وتشاركها بطارية في تغذية المحرك الكهربائي. بدأت مرحلة التأجير المحدود في اليابان والولايات المتحدة في ديسمبر 2002، ثم قاد تحسين المدى والتشغيل البارد إلى FCHV-adv في 2008.
تُفهم قصة FCHV من خلال مراحل التطوير والتشغيل المحدود، لا كتتابع أجيال تجارية واسعة الانتشار. سبقتها نماذج بحثية، وأعقبها انتقال تويوتا إلى سيدان ميراي؛ وبين المرحلتين اختبرت الشركة الخلية والخزانات والبنية اللازمة لاستخدام الهيدروجين.
1992–2001: الطريق إلى الهيدروجين المضغوط
بدأ مشروع تويوتا لتطوير خلايا الوقود لسيارات الركوب في 1992. وفي 1996 ظهرت FCEV-1 القائمة على RAV4، مع تخزين الهيدروجين في سبيكة ماصة له، ثم استخدمت FCEV-2 في 1997 جهازاً لاستخلاص الهيدروجين من الميثانول. كانت هذه محاولات مختلفة لحل مسألة حمل الوقود داخل السيارة.
في 2001 قدمت الشركة FCHV-3 وFCHV-4، واستفادت في التحكم من خبرة بريوس وأضافت بطارية ثانوية إلى المنظومة. اتجهت FCHV-4 إلى خزان هيدروجين عالي الضغط، وحصلت على موافقة الاختبار على الطرق اليابانية في يونيو. هذه أرقام نماذج تطوير سبقت FCHV المؤجرة، وليست أجيالاً متعاقبة بيعت للجمهور.
2002: بدء التأجير بسيارة مبنية على كلوجر
حصلت FCHV على اعتماد الطرق في اليابان في 18 نوفمبر 2002، وبدأ التسويق المحدود في 2 ديسمبر. استخدمت كلوجر أساساً لها، لكن مصدر الحركة كان Toyota FC Stack وبطارية نيكل-هيدريد، بدلاً من منظومة البنزين الموجودة في السيارة الأصلية. وفي مواصفة البداية بلغ خرج مجموعة الخلايا 90 كيلوواط، بينما بلغت قدرة محرك الجر 80 كيلوواط؛ وهما مكونان مختلفان لا يجوز جمع قدرتهما باعتبارها قدرة دفع إجمالية.
كان الهيدروجين يخزن عند ضغط 35 ميغاباسكال، مع مدى محسوب بنحو 300 كيلومتر في دورة الاختبار اليابانية 10-15. واحتفظت السيارة بخمسة مقاعد. أتاح التأجير في اليابان والولايات المتحدة جمع بيانات تشغيلية لتحسين المتانة والاعتمادية، ضمن برنامج محدود يختلف عن طرح SUV اعتيادية للبيع الواسع.
2005–2007: اعتماد النوع ومحرك أقوى وتجربة للتوصيل
أعلنت تويوتا في يونيو 2005 تحديث FCHV وحصولها على اعتماد نوع بموجب القواعد اليابانية الجديدة، بدلاً من الحاجة إلى اعتماد كل مركبة منفردة. وبدأ تأجير النسخة المحسنة في 1 يوليو. احتفظت بضغط 35 ميغاباسكال، لكن الخزانات الجديدة حملت هيدروجين أكثر بنسبة 10%، فارتفع المدى المحسوب إلى 330 كيلومتراً في الدورة نفسها. وزادت قدرة محرك الجر إلى 90 كيلوواط، مع تحسين منظومة خلايا الوقود اعتماداً على بيانات المركبات السابقة.
وفي أبريل 2007 أعلنت الشركة تجهيز سيارة لياماتو للنقل، بمقعدين وحمولة 150 كجم، للعمل بين مركز توزيع ومطار تشوبو الدولي. حُدد بدء تشغيلها بأواخر الشهر، مع التزود من محطة هيدروجين المطار. توضح التجربة كيف امتد البرنامج إلى مهمة توصيل فعلية، إلى جانب استخدام الجهات الحكومية والمؤسسات للسيارات المؤجرة.
2008: FCHV-adv تعالج المدى والبرد
حصلت FCHV-adv على اعتماد النوع في 3 يونيو 2008. أعيد تطوير مجموعة الخلايا لمعالجة أثر الماء المتولد داخلها على التشغيل في درجات الحرارة المنخفضة، وأعلنت تويوتا إمكان بدء السيارة وتشغيلها حتى سالب 30 درجة مئوية. كما حسنت كفاءة الوقود بنسبة 25% عبر تطوير الخلية واسترجاع طاقة الكبح وتقليل استهلاك الأنظمة المساعدة.
ارتفع ضغط تخزين الهيدروجين إلى 70 ميغاباسكال، مع بقاء قدرة محرك الجر 90 كيلوواط. أعلنت الشركة مدى يقارب 830 كيلومتراً بدورة 10-15، ونحو 760 كيلومتراً بدورة JC08، وفق حساباتها؛ فهما نتيجتا دورتين مختلفتين وليستا ضماناً لمسافة الاستخدام اليومي. وبدأ التأجير المحدود في 1 سبتمبر 2008، وكانت وزارة البيئة اليابانية الجهة المحددة لتلقي السيارة في إعلان بدء البرنامج.
2011–2014: نهاية الإنتاج المسجل والانتقال إلى ميراي
يسجل أرشيف مصنع موتوماتشي بدء إنتاج FCHV-adv في يوليو 2008 وانتهاءه في سبتمبر 2011، بإجمالي 726 مركبة. هذا رقم إنتاج النسخة المتقدمة في ذلك السجل، ولا يشمل تلقائياً كل نماذج البحث أو سيارات FCHV الأقدم، كما لا يحدد موعد توقف كل سيارة مؤجرة عن العمل.
وفي نوفمبر 2014 أعلنت تويوتا طرح ميراي في اليابان ابتداءً من 15 ديسمبر. قارنت الشركة مجموعة خلاياها الجديدة، البالغة قدرتها 114 كيلوواط، مباشرة بمجموعة FCHV-adv، مع زيادة كثافة القدرة وتقليص المنظومة. انتقلت الخبرة بذلك إلى سيدان باسم وجسم جديدين؛ وبقيت FCHV شاهداً على مرحلة اختبار الهيدروجين عبر التأجير والاستخدام المؤسسي قبل توسيع التسويق.
المراحل والتغييرات الرئيسية
من FCEV-1 إلى FCHV-4؛ نماذج تطوير وليست أجيال بيع تجاري.
من 2 ديسمبر؛ خلية 90 كيلوواط ومحرك جر 80 كيلوواط وهيدروجين بضغط 35 ميغاباسكال.
التأجير من 1 يوليو؛ محرك الجر 90 كيلوواط ومدى محسوب 330 كم بدورة 10-15.
ضغط 70 ميغاباسكال وتشغيل حتى سالب 30؛ 830 كم بدورة 10-15 وفق حساب تويوتا؛ سجل موتوماتشي 726 مركبة.