Yulong · 9月10日

丰田的动力电池的供应和开发

丰田在电动化的步调上一直比较慢,现在仍在不断调整节奏。最近丰田有加速对动力电池的投资节奏的迹象,目前是放出话来,在2030年前将投资逾135亿美元用于电池开发。

丰田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。对此,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在1.5元/Wh以上,这个数据大概是国内采购价格的2倍以上

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

一、丰田的电池开发理念

我的理解,丰田对于动力电池的要求还是按照非常苛刻的要求来做的,贵肯定有贵的理由,不是电池供应商降本没降成。

如下图所示,目前丰田的重心还在混合动力,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。从PHEV和BEV这个组别来看,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)

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图2 丰田的动力电池分类

从当前的要求来看,丰田的要求是相当高的,也就是在bZ4X上做长寿命电芯,按照下面这个图的做法是10年衰减10%(可能伴随10-15万的续航)。

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图3 丰田定义的下面的正式的bZ4X的寿命要求非常高

延长电池寿命的办法主要是负极的表面处理,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。

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图4 丰田电池的长寿命设计

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。

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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时代开发的经验来延续在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。

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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,大概能做到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。

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图7 丰田的下一代电池(演进)

二、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:软包电池的状态真的可能要到固态电池阶段才有出路

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图8 第一次看到了丰田的固态电池试制品

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

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图9 丰田的固态电池测试车辆

根据下面这一页材料,丰田这台车可能是一个HEV的固态电池,也就是说丰田的工程师第一优先级还是做了HEV电芯来支持HEV电池的锂电化,要比较长期才能用在BEV上面,这个是我觉得最出人意料的事情。

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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

在这里,我的看法开始改变了,这么高的要求,对于CATL和弗迪电池来说要满足也并不容易。丰田的2030年200GWh的需求,到底怎么分配是一个很有意思的事情,不过说实话短期内不参与BEV的游戏,到了2030年也很难凭空出来。

备注:BEV目前来看是后发,也可以追一追。丰田到底什么时候能发力,能拿出来有竞争力的车型,这是最主要的看点。

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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需求为标杆去思考很多事情,目前来看参考对象不对。在纯电动的世界里面是要往未来看不能往后回顾,这个才是最重要的。看了这份材料,感觉丰田3-5年内,电动汽车还是做不起来,因为感觉想法和当前的趋势有点不一样。

END

作者:朱玉龙
来源:https://mp.weixin.qq.com/s/HBBUv2-9rE\_yalbNM0wfJQ
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