En remplaçant le moteur à essence par une pile à combustible hydrogène (PAC), et le réservoir d’essence par des réservoirs d’hydrogène hautement comprimé, on obtient un hybride FCHV (Fuel Cell Hybrid Vehicle) qui s’inscrit dans la suite logique de ce que Toyota a entrepris. La marque applique sa technologie Hybrid Synergy Drive (HSD) avec des composants électriques qui restent identiques à ceux d’une motorisation Full Hybrid. Comme sur un hybride classique, la batterie de 21 kWh sert aussi à stocker l’énergie récupérée au freinage.
La marque estime que c'est un pas de plus vers l’éco-voiture ultime, car l’hydrogène est une source d’énergie idéale considérée comme ultra-propre. Toyota est en mesure aujourd'hui de proposer une autonomie et des performances comparables à celle des motorisations essence et diesel, sans aucune émission polluante. Tout en poursuivant ses recherches sur la longévité et la fiabilité des PAC ainsi que sur l'abaissement sensible de leur coût et des émissions de CO2 du puits à la roue, le constructeur japonais prévoit de lancer une berline FCHV en 2015. Elle sera lancée simultanément au Japon, aux USA et en Europe.
Par rapport au précédent hybride à pile à pile combustible, le FCHV-adv, qui a été conçu dès 2002 et revu en 2008, Toyota a réussi à réduire la taille et le coût des composants. Et ce, sans nuire aux performances. La berline qui sera extrapolée du concept FCV-R disposera d’une autonomie d’environ 700 km tout en n’émettant aucun rejet de CO2, NOx ou particules, mais uniquement de la vapeur d’eau.
Parallèlement, des progrès ont aussi été accomplis sur la pile à combustible elle-même et sur les réservoirs d’hydrogène. D’une densité de puissance jusqu’alors inégalée - 3,0 kW/litre –, cette PAC est nettement plus petite que celle des FCHV précédents et deux fois plus efficace. Qui plus est, l'augmentation notable de son efficacité énergétique s’est traduite par une nette diminution de taille des réservoirs d’hydrogène. Ceux-ci ne sont plus au nombre de quatre mais de deux. De plus, leur conception nouvelle a permis l'emploi d’autres matériaux, la modification de leur procédé de fabrication et, en fin de compte, la réduction des coûts. Ces deux réservoirs et la pile sont installés sous le plancher, ce qui préserve le volume de l’habitacle et du coffre. Par ailleurs, la mise au point d’un survolteur à haut rendement a permis d’augmenter suffisamment la tension du système pour diminuer à la fois la taille du moteur électrique et le nombre d’éléments de la pile.
Avec tous ces efforts, l'ensemble PAC + réservoirs d'hydrogène a vu son prix divisé par 10. Mais, il faut encore réduire de moitié cette somme. A ce jour, la marque vise le prix de 80 000 € (et peut être même moins) pour sa berline. Toyota estime qu’à partir des années 2020, les FCHV auront vraiment atteint le stade de grande diffusion et compte en vendre alors des milliers chaque année.
