豐田固態(tài)電池充電十分鐘續(xù)航1200公里?或許現(xiàn)實(shí)并非簡單的真與假
不久前,英國金融時報(bào)的一篇報(bào)道幾乎驚動了整個中國汽車圈,報(bào)道中宣稱豐田在電池技術(shù)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展,甚至非??隙ǖ男Q將在2027年推出充電十分鐘,續(xù)航12000公里的量產(chǎn)固態(tài)電池車輛。BAO師傅看了之后是一臉懵,因?yàn)樽约赫谧珜懴嚓P(guān)的技術(shù)文章,不久前也與豐田官方進(jìn)行了深度的溝通,但兩邊的信息確實(shí)有那么一點(diǎn)不一樣,所以今天咱們就來聊聊BAO師傅知道的版本。

這件事的起源是在六月初,豐田在日本開了一場技術(shù)發(fā)布會。背景是今年5月,豐田剛剛成立了BEV Factory,并且在7月氫能Factory也要走馬上任新的總裁,所以豐田決定在這個時間點(diǎn)公布一些新的技術(shù)。這些技術(shù)確實(shí)很牛,但是可能并沒有之前外媒報(bào)道的那么“驚悚”。

比如在說明會上,豐田公布了BEV Factory負(fù)責(zé)研發(fā)的次世代BEV產(chǎn)品——兩款有望被搭載到次世代BEV產(chǎn)品上的鋰離子電池。他們被分為了“性能版電池”與“普及版電池”。

何為“性能版電池”?它?提高了電池能量密度,配合車輛的空氣動力學(xué)改善,可將續(xù)航里程提升到目前的2倍,達(dá)到1000km。同時完成成本降低20%,實(shí)現(xiàn)快充不到20分鐘的目標(biāo)。而“普及版電池”則是將已經(jīng)應(yīng)用于HEV鎳氫電池上的雙極結(jié)構(gòu),通用到BEV電池上。續(xù)航里程比目前增加20%,快充同樣可以達(dá)到30分鐘以內(nèi)。由于零件數(shù)量可控制在四分之一到五分之一之間,成本可降低40%左右。

這里有一個知識點(diǎn)需要講解,雙極結(jié)構(gòu)是指正反兩面分別是正極與負(fù)極的集電體,再將這些集電體堆疊打包的結(jié)構(gòu)。這樣在做到體積緊湊化的同時,單個集電體的通電面積也比目前HEV電池有所增加,將這些集電體精準(zhǔn)堆疊,則存在需要攻克的技術(shù)難點(diǎn)。

這兩款電池中的首款計(jì)劃于2026年上市,并且將率先搭載在雷克薩斯的產(chǎn)品之上。豐田對于這兩款電池寄予了厚望,按照他們的規(guī)劃,2030年豐田全球BEV銷售規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到350萬臺,其中次世代BEV產(chǎn)品將占到170萬臺的水平。

與此同時,有關(guān)固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)展豐田也給出了新的信息。眾所周知,全固態(tài)電池的電解質(zhì)為固體,離子運(yùn)動速度更快,對高壓、高溫具備更強(qiáng)的耐受力。能夠帶來穩(wěn)定的高功率、更高的能量密度、增加續(xù)航里程以及進(jìn)一步縮短充電時間。
此前,全固態(tài)電池壽命較短是核心課題。固體電解質(zhì)隨著電池的充放電反復(fù)膨脹和收縮,可能會引發(fā)龜裂,導(dǎo)致鋰離子在正負(fù)極之間的流動會變得困難。本次,豐田正式公布,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了克服這一課題的新技術(shù)。今后,在核算成本后,將全面進(jìn)入面向量產(chǎn)研發(fā)的階段。
豐田曾在2021年時表示,“全固態(tài)電池的導(dǎo)入將從HEV車型開始”,并且其時間大概在2025年。不過,通過重新評估后豐田明確表示,全固態(tài)電池將搭載到BEV車型上,并挑戰(zhàn)于2027~28年投入實(shí)際應(yīng)用。不過在這次技術(shù)講解會上,豐田并沒有給出具體的固態(tài)電池性能參數(shù)。
相對于固態(tài)電池的信息,這次技術(shù)說明會上公開的另外兩個技術(shù)或許更令人興奮。其中之一就是豐田與三菱重工業(yè)宇宙事業(yè)部共同研討如何將火箭的極超音速技術(shù)應(yīng)用于汽車。火箭周邊空氣由于摩擦、受到壓縮會產(chǎn)生大量的氣動加熱效應(yīng),航空領(lǐng)域有可以在這樣高溫環(huán)境中保護(hù)火箭機(jī)體不受損傷的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

豐田正在與相關(guān)企業(yè)討論將這些技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用于造車范疇。例如通過對車身表面進(jìn)行處理等方式,控制車身與氣流接觸的局部,由此實(shí)現(xiàn)降低阻力。假設(shè)現(xiàn)有車身的風(fēng)阻系數(shù)為0.20,進(jìn)行技術(shù)處理后,豐田認(rèn)為可以實(shí)現(xiàn)再降低10%的效果,將風(fēng)阻系數(shù)控制在0.2Cd以內(nèi)。目前,豐田正在以3年后投入實(shí)際應(yīng)用為目標(biāo),推進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的落地。
另外一項(xiàng)技術(shù)則是有關(guān)生產(chǎn)。近來,諸如特斯拉、極氪、小鵬都在把一體沖壓鑄造技術(shù)作為一個改善工藝與成本的重要因素,此次豐田也推出了類似的內(nèi)容,而且更為系統(tǒng)。通過模塊結(jié)構(gòu)和車輛自動化移動生產(chǎn)線技術(shù),豐田將生產(chǎn)工序和工廠投資分別減至二分之一。通過數(shù)字孿生技術(shù)賦能,生產(chǎn)準(zhǔn)備時間將減少至二分之一?!?/span>

豐田認(rèn)為,次世代BEV車體將被分成前、中、后三大塊模塊的新結(jié)構(gòu)。其中只有中間部分搭載了電池,由于前、后模塊均不受影響,可快速地將電池的進(jìn)化同步到整車上,而不用重復(fù)開發(fā)新的底盤。
一體化鑄造是實(shí)現(xiàn)這種模塊化車身結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)重要制造技術(shù)。舉個例子,目前bZ4X的車身后部由86個金屬板部件、經(jīng)過33道沖壓工序組成。如果用鋁壓鑄工藝一體成形,最終可將零件數(shù)量和工序精簡為1個。這無疑將大大節(jié)省工時、成本,以及零件本身的重量。

結(jié)合上文提到的制造工藝進(jìn)化,豐田在 會上還介紹了全新的生產(chǎn)技術(shù)“車輛自動化移動生產(chǎn)線”。在組裝中的汽車可以自動行駛,移動到下一個工序。簡而言之,將電池、電機(jī)、輪胎和無線終端安裝到前、中、后三個模塊后,就可以讓其自動在工序間行駛。這樣一來,生產(chǎn)線上便無需傳送帶,工廠的布局也將不受限制。同時,曾經(jīng)以年為單位的量產(chǎn)準(zhǔn)備周期和高達(dá)數(shù)十億日元的工廠投資等,都能實(shí)現(xiàn)大幅度的削減。目前,豐田仍然以3年為目標(biāo),加速研發(fā)和技術(shù)引進(jìn)。
寫在最后:
BAO師傅寫這篇文章的目的,并不是想探討外媒報(bào)道的技術(shù)細(xì)節(jié)是否正確,而是想用這篇文章告誡所有的中國品牌,切莫再走原來咱們發(fā)展VCD時的老路。當(dāng)時我們確實(shí)實(shí)現(xiàn)了一些技術(shù)創(chuàng)新,但是那個時候各家企業(yè)并沒有把精力和資源放在技術(shù)的研發(fā)與迭代升級上,而是紛紛用五花八門的營銷與超大幅度的價格戰(zhàn)血拼,導(dǎo)致由海外品牌主導(dǎo)的DVD異軍突起,用技術(shù)和專利實(shí)現(xiàn)了翻盤逆轉(zhuǎn)。

所以中國的新能源汽車發(fā)展,雖然目前取得了一些成績,但豐田這些“大象”們可不會坐以待斃。雖然嘴上不一定對純電動“很上心”,但行動卻相當(dāng)誠實(shí),無論是傳統(tǒng)電解液電池還是前沿的固態(tài)電池,豐田都在積極投入。所以,咱們中國企業(yè)可以把沙發(fā)、彩電、大冰箱作為賣點(diǎn),但也千萬別忘了把真功夫用在核心技術(shù)上,這樣才能真正的甩開對手,而不是重蹈VCD的覆轍。