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Friday, December 6, 2024

豐田發表先進電池技術路線圖


豐田最近宣布將於2026年開始生產新車型的新電池電動車工廠。這些車輛不僅在設計和製造方面有所不同,還將使用一系列新型先進電池來提供動力。已經公開了四種下一代電池的詳細信息,展示了液態和固態電解質方面的最新技術進展。豐田還預覽了固態電解質電池技術的進一步發展。新生產設施的總裁Takero Kato在“改變汽車未來”研討會上表示,到2030年,這些下一代車型將佔到豐田預計全球銷售的350萬部電動車的1.7百萬部。他還強調,一系列電池技術將是吸引更廣泛客戶基礎的關鍵。

“我們將需要各種電池選擇,就像我們擁有不同類型的發動機一樣。提供與各種車型和客戶需求兼容的電池解決方案非常重要,”他說。

液態電解質電池的性能提升
液態電解質是目前電動車電池的主流技術。豐田正在進行全面改進,包括更高的能量密度、成本競爭力和充電速度。

正在開發三種主要電池類型:性能(鋰離子)、普及(磷酸鋰鐵)和高性能(鋰離子)。
1.性能(鋰離子):計劃於2026年與下一代豐田電動車一起推出,性能鋰電池將在改進的車輛空氣動力學和減輕車輛重量的情況下,將行駛里程提高到800公里以上(497英里)。

預計性能電池還將提供:
與當前的豐田bZ4X BEV相比,成本降低20%
SOC 10-80%的快速充電時間為20分鐘或更短

2.普及(磷酸鋰鐵):豐田正在開發高質低價的電池,以為客戶提供與今天不同動力系統的選擇。
普及型電池使用了豐田為其金屬氫化物(NiMH)電池開創的雙極技術,並使用了廉價的磷酸鋰鐵(LiFePo)作為核心材料。豐田預計該電池將於2026-27年面市。

預計普及型電池還將提供:
與當前的豐田bZ4X相比,行駛里程增加20%
與當前的豐田bZ4X相比,成本降低40%
SOC(充電狀態)10-80%的快速充電時間為30分鐘或更短

3.高性能(鋰離子):豐田還正在開發高性能電池,該電池將結合雙極結構、鋰離子化學和高鎳陽極,實現行駛里程超過1,000公里(621英里),當結合改進的空氣動力學和減輕車輛重量時。

預計高性能電池還將提供:
與性能電池相比,成本進一步降低10%
SOC 10-80%的快速充電時間為20分鐘或更短
預計在2027/28年投入市場


固態電池長期以來一直被視為電動車的潛在改變者。豐田已經在改進這項技術的過程中取得了突破。豐田固態鋰離子電池具有固態電解質,可以實現離子的更快移動以及更大壓電容忍度和高溫容忍度。這些特性使電池適用於快速充放電,並以更小的形式提供電源。到目前為止,這種技術的折衷是預計電池壽命較短,但豐田最近的進步已克服了這一挑戰,該公司已將重心轉向將固態電池投入大規模生產。目標是使這些電池在2027/28年準備好供商業使用。最初這項技術的引入是為了混合動力電動車(HEV),但現在豐田的主要重點是將其用於下一代電動車。

預計豐田的第一款固態電池將提供:
與性能電池相比,行駛里程增加20%(約1,000公里/621英里)
SOC 10-80%的快速充電時間為10分鐘或更短

進一步的固態技術活動
豐田已經在開發高規格的固態鋰離子電池,目標是與性能電池相比,巡航里程提高50%。

優化電池高度以提高里程
空氣動力學在確定所有車輛的行駛里程方面起著關鍵作用,因此在努力最大限度地提高電動車的行駛里程時,重點是減少或優化阻力系數(Cd)評級。

豐田通過專注於CdA(阻力系數乘以A,即車輛的正面積)來進一步努力。因為正面積的乘法效應對行駛里程性能的影響更大。

電池的高度是豐田思考的核心。通常,電池位於車輛底板下,這可能會增加車輛的整體高度。這反過來會對CdA產生不成比例的乘法效應,因此對車輛的行駛里程性能產生不利影響。

如果可以降低電池的高度,則車輛的整體高度也將隨之降低,CdA可以得到改善,從而提高整體行駛里程。

當前豐田bZ4X的電池組高約為150毫米。豐田計劃將電池高度降低至120毫米,而在高性能運動型號的情況下,其中也希望實現低臀部高度,電池高度將降至100毫米。

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