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丰田发力动力电池 但还能追得上么

2030出行研究室
2021-09-13

丰田在电动汽车的步调上一直比较慢,现在也在不断调整整体的节奏。最近丰田加速了对于动力电池的投资节奏,放出话来将要在 2030 年前投资逾 135 亿美元开发电池。丰田的计划是通过改进电池使用的材料和电池结构,将电池成本削减 30% 以上。之前丰田首席技术官 Masahiko Maeda 做了《Toward Carbon Neutrality  Toyota’s Battery Development and Supply》的介绍。

备注:有传言丰田自己开发的电池采购价格将在1.5元/Wh以上,这大概是国内采购价格的2倍以上。

图1 2021年1-7月挂丰田牌的PHEV和BEV销量在6717台和1632台

丰田的电池开发理念

我的理解,丰田对于动力电池还是按照非常苛刻的要求来做的,贵肯定有贵的理由,不会是电池供应商自己做贵的。如下图所示,目前丰田的大头还在混合动力领域,所以整体的HEV电池的开发目标是提高倍率,把HEV的功率提升上去。而从PHEV和BEV组别来看,丰田分为传统锂电演化电池和新锂电子电池(这个是丰田想要做的黑科技)

图2 丰田的动力电池分类

从当前的信息来看,丰田对动力电池的要求是相当高的,也就是在bZ4X这部电动概念车上做长寿命电芯,按照下面这张图的做法是“10年衰减10%(可能伴随10-15万公里的里程)”。

图3 丰田定义下bZ4X的电池寿命要求非常高

办法主要是对负极的表面处理,在电池材料端的湿度控制,电池的冷却结构和电池管理系统的合理控制。

图4 丰田的长寿命电池设计

在质量层面,采用内卷的异物控制,充分发挥质量控制的潜力来控制异物。

图5 丰田的电芯质量控制

核心还是一句话: 丰田想要使用自己在HEV时代的开发经验来延续在BEV的开发上面。 我很好奇这款bZ4X会不会像之前的C-HR和IZOA一样。

图6 BEV上应用HEV开发积累的技术,这个逻辑我没想明白

如果按照C-HR 1.5元/Wh来估算,bZ4X还需要1.2元/Wh左右,到丰田计划的下一代产品大概在0.84元/Wh。如果能达到丰田所说的电池寿命10年(15万公里)衰减10%,这个电池的性价比还可以的,因为可以使用很久。

图7 丰田的下一代电池(演进)

丰田固态电池的进展

从下面这张图来看,丰田是要在30%的电芯结构上做变化,固态电池是以软包的形式承载的。

备注:软包电池的状态可能要到固态电池阶段才有出路

图8 第一次看到丰田的固态电池试制品

这里很有意思的事情,是这次丰田把去年装车的固态电池的事情拿出来说了。2020年6月,丰田造出了一台搭载固态电池的概念电动车,8月开始在测试路线上进行行驶试验,也就是说丰田专门造了一些工程样车以获取车辆行驶数据。

图9 丰田的固态电池测试车辆

根据下面这一页材料,丰田这台车可能采用的是一个HEV的固态电池,也就是说丰田工程师第一优先级还是做了HEV电芯来支持电池的锂电化,这要经过比较长期的验证才能真正用在BEV上面,这是我觉得最出人意料的事情。

图10 固态电池的首用是用在HEV上面,丰田的工程师真是有意思

现在我的看法开始改变了,丰田对电池这么高的要求,对于CATL和弗迪电池供应商来说要满足并不容易。丰田2030年200GWh的需求量,到底怎么分配是一个很有意思的事情。不过说实话,如果短期内不参与“BEV的游戏”,到了2030年也很难凭空出来。

备注:BEV目前来看是可以后发追一追的——但丰田到底什么时候能发力、能拿出有竞争力的车型,这是最根本的。

图11 丰田的电池开发和供应

小结:

2019年,我们以大众的MEB纯电和丰田的PHEV需求为标准去思考很多事情,目前来看参考对象不对,在“纯电动世界”是要往前看而不能往后看,这才是最重要的。看了这份材料,感觉的丰田电动汽车在3-5年内还是做不起来,它的想法和当前的趋势有点不一样。

丰田

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相关评论共 5 条相关评论

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丰田的电池专利全球第一,别小看它。

flyingxf: 可以做下专利解读么?

翔太屋 回复 flyingxf: 不懂。日经新闻近期的报导。

这辆车还是蛮好的。

尾大不掉啊,看他负重前行