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豐田的動力電池的供應和開發(fā)

2021-09-10
來源:與非網(wǎng)

  豐田在電動化的步調(diào)上一直比較慢,現(xiàn)在仍在不斷調(diào)整節(jié)奏。最近豐田有加速對動力電池的投資節(jié)奏的跡象,目前是放出話來,在2030年前將投資逾135億美元用于電池開發(fā)。

  豐田計劃是通過改進電池使用的材料和電池結(jié)構(gòu),將電池成本削減30%以上。對此,豐田首席技術官Masahiko Maeda做了《Toward Carbon Neutrality Toyota's Battery Development and Supply》的介紹。

  備注:有傳言豐田自己開發(fā)的電池采購價格在1.5元/Wh以上,這個數(shù)據(jù)大概是國內(nèi)采購價格的2倍以上

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  圖1 2021年1-7月掛豐田牌的PHEV和BEV的量在6717和1632臺

  一、豐田的電池開發(fā)理念

  我的理解,豐田對于動力電池的要求還是按照非??量痰囊髞碜龅模F肯定有貴的理由,不是電池供應商降本沒降成。

  如下圖所示,目前豐田的重心還在混合動力,所以整體的HEV電池的開發(fā)目標是提高倍率,把HEV的功率提升上去。從PHEV和BEV這個組別來看,豐田分為傳統(tǒng)鋰電演化電池和新鋰電子電池(這個是豐田想要做的黑科技)

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  圖2 豐田的動力電池分類

  從當前的要求來看,豐田的要求是相當高的,也就是在bZ4X上做長壽命電芯,按照下面這個圖的做法是10年衰減10%(可能伴隨10-15萬的續(xù)航)。

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  圖3 豐田定義的下面的正式的bZ4X的壽命要求非常高

  延長電池壽命的辦法主要是負極的表面處理,在電池材料端的濕度控制,電池的冷卻結(jié)構(gòu)和電池管理系統(tǒng)的合理控制。

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  圖4 豐田電池的長壽命設計

  在質(zhì)量層面,采用內(nèi)卷的異物控制,充分發(fā)揮質(zhì)量控制的潛力來控制異物。

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  圖5 豐田的電芯質(zhì)量控制

  核心還是一句話,豐田想要使用自己在HEV時代開發(fā)的經(jīng)驗來延續(xù)在BEV的開發(fā)上面。我很好奇這款bZ4X會不會像之前的C-HR和IZOA一樣。

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  圖6 BEV上應用HEV開發(fā)積累的技術,這個邏輯我沒想明白

  如果按照C-HR 1.5元/Wh來估算,bZ4X還需要1.2元/Wh左右,到豐田計劃的下一代,大概能做到0.84元/Wh。如果能達到豐田所說的電池壽命10年(15萬公里)衰減10%,這個電池的性價比還可以的,因為可以使用很久。

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  圖7 豐田的下一代電池(演進)

  二、固態(tài)電池的進展

  從下面這張圖來看,豐田是要在30%的電芯結(jié)構(gòu)上做變化,固態(tài)電池是以軟包的形式承載的。

  備注:軟包電池的狀態(tài)真的可能要到固態(tài)電池階段才有出路

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  圖8 第一次看到了豐田的固態(tài)電池試制品

  這里很有意思的事情,是豐田把去年裝上車的固態(tài)電池的事情拿出來說了。2020年6月,豐田造了搭載固態(tài)電池的概念電動車,8月開始在測試路線上進行了行駛試驗,也就是說豐田專門造了一些工程樣車獲取車輛行駛數(shù)據(jù)。

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  圖9 豐田的固態(tài)電池測試車輛

  根據(jù)下面這一頁材料,豐田這臺車可能是一個HEV的固態(tài)電池,也就是說豐田的工程師第一優(yōu)先級還是做了HEV電芯來支持HEV電池的鋰電化,要比較長期才能用在BEV上面,這個是我覺得最出人意料的事情。

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  圖10 固態(tài)電池的首用是用在HEV上面,豐田的工程師真是有意思

  在這里,我的看法開始改變了,這么高的要求,對于CATL和弗迪電池來說要滿足也并不容易。豐田的2030年200GWh的需求,到底怎么分配是一個很有意思的事情,不過說實話短期內(nèi)不參與BEV的游戲,到了2030年也很難憑空出來。

  備注:BEV目前來看是后發(fā),也可以追一追。豐田到底什么時候能發(fā)力,能拿出來有競爭力的車型,這是最主要的看點。

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  圖11 豐田的電池開發(fā)和供應

  小結(jié):

  2019年,我們以大眾的MEB純電和豐田的PHEV需求為標桿去思考很多事情,目前來看參考對象不對。在純電動的世界里面是要往未來看不能往后回顧,這個才是最重要的。看了這份材料,感覺豐田3-5年內(nèi),電動汽車還是做不起來,因為感覺想法和當前的趨勢有點不一樣。




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