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豐田的動(dòng)力電池的供應(yīng)和開發(fā)

 小毛HYL 2021-09-10

豐田在電動(dòng)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(duì)動(dòng)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(jì)劃是通過改進(jìn)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(duì)此,,豐田首席技術(shù)官M(fèi)asahiko 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(jià)格在1.5元/Wh以上,,這個(gè)數(shù)據(jù)大概是國內(nèi)采購價(jià)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(tái)

一,、豐田的電池開發(fā)理念

我的理解,豐田對(duì)于動(dòng)力電池的要求還是按照非??量痰囊髞碜龅?,貴肯定有貴的理由,不是電池供應(yīng)商降本沒降成,。

如下圖所示,,目前豐田的重心還在混合動(dòng)力,所以整體的HEV電池的開發(fā)目標(biāo)是提高倍率,,把HEV的功率提升上去,。從PHEV和BEV這個(gè)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(gè)是豐田想要做的黑科技)

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圖2 豐田的動(dòng)力電池分類

從當(dāng)前的要求來看,豐田的要求是相當(dāng)高的,,也就是在bZ4X上做長壽命電芯,,按照下面這個(gè)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(fù)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(shè)計(jì)

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(shí)代開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)來延續(xù)在BEV的開發(fā)上面,。我很好奇這款bZ4X會(huì)不會(huì)像之前的C-HR和IZOA一樣。

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圖6 BEV上應(yīng)用HEV開發(fā)積累的技術(shù),,這個(gè)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(jì)劃的下一代,,大概能做到0.84元/Wh,。如果能達(dá)到豐田所說的電池壽命10年(15萬公里)衰減10%,這個(gè)電池的性價(jià)比還可以的,,因?yàn)榭梢允褂煤芫谩?/span>

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圖7 豐田的下一代電池(演進(jìn))

二,、固態(tài)電池的進(jìn)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(dòng)車,,8月開始在測(cè)試路線上進(jìn)行了行駛試驗(yàn),,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(cè)試車輛

根據(jù)下面這一頁材料,,豐田這臺(tái)車可能是一個(gè)HEV的固態(tài)電池,,也就是說豐田的工程師第一優(yōu)先級(jí)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(gè)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(duì)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(gè)很有意思的事情,,不過說實(shí)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(shí)候能發(fā)力,,能拿出來有競爭力的車型,,這是最主要的看點(diǎn)。

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圖11 豐田的電池開發(fā)和供應(yīng)


小結(jié):2019年,,我們以大眾的MEB純電和豐田的PHEV需求為標(biāo)桿去思考很多事情,,目前來看參考對(duì)象不對(duì)。在純電動(dòng)的世界里面是要往未來看不能往后回顧,,這個(gè)才是最重要的,。看了這份材料,,感覺豐田3-5年內(nèi),,電動(dòng)汽車還是做不起來,因?yàn)楦杏X想法和當(dāng)前的趨勢(shì)有點(diǎn)不一樣,。

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