水素エンジンカローラとGR86（カーボンニュートラル燃料）、スーパー耐久シリーズオートポリス大会に参戦

2023年7月29日

水素エンジンカローラとGR86（カーボンニュートラル燃料）、
スーパー耐久シリーズオートポリス大会に参戦

トヨタ自動車株式会社（以下、トヨタ）は、7月29日～30日に大分県のオートポリスで開催される「ＥＮＥＯＳスーパー耐久シリーズ 2023 Supported by BRIDGESTONE 第4戦スーパー耐久レースinオートポリス（5h×1レース）」に、液体水素を燃料とした「#32 ORC ROOKIE GR Corolla H2 concept」（水素エンジンカローラ）と、カーボンニュートラル燃料を燃料とした「#28 ORC ROOKIE GR86 CNF concept」（GR86（カーボンニュートラル燃料））で参戦します。

水素エンジンカローラ

GR86（カーボンニュートラル燃料）

１.富士24時間レースからの進化

5月26日～28日に行われた「第2戦 NAPAC 富士SUPER TEC 24時間レース」（以下、富士24時間レース）から、約2カ月で、水素エンジンカローラ、移動式液体水素ステーション、カーボンニュートラル燃料の3つが進化しました。

①水素エンジンカローラ

・液体水素ポンプの耐久性向上
富士24時間レースで課題となったポンプの耐久性が向上し、同条件下での耐久時間が30％延長しました。通常、ポンプには、潤滑油を使用し、ポンプの摩擦を減らすことで負担を軽減させますが、液体水素ポンプの場合、水素に潤滑油が混ざってしまうため、潤滑油を使用することができません。今回のレースでは、ポンプギヤ駆動部の負荷を低減する緩衝構造を採用することで、ポンプの負荷を減らし、交換をすることなく完走を目指します。

・40kgの軽量化を実現
これまでのテストやレースで収集したデータを分析し、安全バルブや配管など様々な液体水素システムの最適化を進めたことに加え、燃料の圧力を最適化することでポンプの負荷を軽減し、ポンプ駆動モーターのバッテリーを軽くしました。車重は、5月の富士24時間レース時の1,950kgから40kgの軽量化を実現し、1,910kgになりました。

②移動式液体水素ステーション

・ジョイントとフレキシブルホースの軽量化
岩谷産業株式会社とトヨタが共同で開発する移動式液体水素ステーションの、ジョイントとフレキシブルホースの軽量化に成功しました。ジョイントとフレキシブルホースの重量は、給水素を行う作業員の負担になるため、将来の市販化に向け、小型化・軽量化が課題です。今回、接続部カバーの廃止や、水素に触れない部品を鉄からアルミに変更するなどの改良を行い、充填ジョイントを8.4kgから6.0kgに、リターンジョイントを16.0kgから12.5kgに軽量化させました。また、リターンジョイント側のフレキシブルホースも、細いホースに変更することで、作業者に掛かる負担を、約4kgから約1kgに軽減させ、給水素時の作業性を向上させています。

充填ジョイント＊1

リターンジョイント＊2

（写真はいずれも、上が富士24時間レースで使用したジョイント、下が今回改良されたジョイント）

奥：リターンジョイント、
手前：充填ジョイント

フレキシブルホース＊3
（上が改良前、下が改良後）

・給水素オペレーションの自動化
水素エンジンカローラの給水素はこれまで、充填バルブの開閉や、水素が満充填になった際に充填をストップするなどの作業を、全て手動操作で行っていました。今回、これらの作業を電子制御で自動化することに成功しました。給水素オペレーションの自動化により、安定した時間で効率よく、ミスなく給水素が行えるようになります。

・給水素時間の向上
今回のレースから、株式会社フジキンが開発した大流量対応充填側シャットバルブを装着します。充填側シャットバルブは、液体水素タンクの充填口に設置されているバルブであり、充填スピードを上げるために大流量化すると、バルブサイズが大きくなり、密閉性の確保も難しくなる中、これらの両立を実現しました。これにより給水素時間＊4は、富士24時間レース時の1分40秒から短縮し、約1分で行うことが可能になりました。

株式会社フジキンが開発する大流量対応充填側シャットバルブ（左が改良前、右が改良後）

③カーボンニュートラル燃料

・ジョイントとフレキシブルホースの軽量化
GR86（カーボンニュートラル燃料）は、7月8日～9日に行われた「第3戦 SUGOスーパー耐久3時間レース」から、新たに改良されたカーボンニュートラル燃料でレースに参戦しています。

従来のカーボンニュートラル燃料は、エンジンオイルに燃料が希釈しやすく、エンジンオイル本来の性能が発揮されないことが課題でした。この課題を解決するべく、同じくカーボンニュートラル燃料を使用してレースに参戦している株式会社SUBARUや、燃料メーカーと連携をしながら、燃料の成分を調整し、気化・燃焼しやすくしたことで、エンジンオイルへの希釈を低下し、エンジンへの負担を減らす信頼性と、排気性能を向上させました。

2.九州の仲間のカーボンニュートラル実現に向けた取り組みの進捗

ともにカーボンニュートラルを目指す仲間である、地元九州の企業や自治体が、カーボンニュートラル実現に向け、取り組みをさらに加速させています。

九州の仲間の取り組み

大林組トヨタ自動車九州福岡市	水素エンジンカローラの移動式液体水素ステーションの動力源として、燃料電池発電機を、ピット内に設置。大林組の地熱由来水素、トヨタ自動車九州の太陽光発電水素、福岡市の下水バイオガス由来水素の、3種類の、九州で製造された気体の地産水素を使用。
大林組	・大林道路が佐賀県で実証するアスファルトプラントの水素混焼バーナに、大分県九重町で製造する地熱水素を供給・建設現場（兵庫県神戸市）の事務所用電力として、水素燃料電池に、大分県九重町で製造する地熱水素を供給（2023年1月24日公表）
福岡県	福岡県が、九州旅客鉄道、CJPTと連携し、BRT（バス高速輸送システム）にFCコースターを導入。また、物流業者へのFC小型トラック導入を支援するなど、水素プロジェクトの取り組みを推進。 https://global.toyota/jp/newsroom/corporate/38318241.html （2022年12月26日公表）
福岡市	福岡市が、トヨタ・CJPTと連携し、FC給食配送車を導入するなど、水素プロジェクトの取り組みを推進。福岡市や他の自治体含め導入予定のFCごみ収集車の技術検討試作車をオートポリスのイベント広場で初公開。 https://global.toyota/jp/newsroom/corporate/36884260.html （2022年2月7日公表）