聚焦碳中和 豐田的電動化為什么「和而不同」

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】就在前兩天，豐田發(fā)布了最新的投資計劃，預(yù)計到2030年，將在美國投資34億美元用于汽車電池的開發(fā)和本土化生產(chǎn)。對于豐田全球電池研發(fā)和生產(chǎn)計劃來看，只是135億美元中的一小部分。而另一邊豐田章男公開炮轟純電動車會摧毀日本經(jīng)濟，似乎僅對于日本而言，也不全無道理。但是可以明確的是豐田正在加快電動化的布局，并于近段時間發(fā)布了2030年的電池戰(zhàn)略。

　　首先從豐田2030年電池戰(zhàn)略來看，主要分為電池的研發(fā)和供應(yīng)兩部分。從研發(fā)來看，為了能夠進(jìn)一步降低車輛的價格，以及推進(jìn)車輛及電池的一體化研發(fā)，就必須從降低研發(fā)和制造成本做起，預(yù)計實現(xiàn)每輛車的電池成本降低50%。

　　除了電池的研發(fā)，再一個就是電池的供應(yīng)，構(gòu)建靈活、完善的供應(yīng)體系，以應(yīng)對電動化進(jìn)程中不斷增長的電池需求。

　　而對于電池供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的搭建，本土供應(yīng)鏈的搭建和生產(chǎn)顯得額外重要，這也是為什么豐田將投資12.9億美元在美國成立一家電池工廠的原因，畢竟豐田預(yù)計到2030年，在美電動車銷量將從現(xiàn)有的25%提升至70%。

　　到2030年，豐田將會進(jìn)一步的提高產(chǎn)能，提供達(dá)到200GWh以上的電池，才能滿足電動車的普及帶來的電池增長。

　　眾所周知，豐田憑借著一款混動的普銳斯（詢底價|查參配）在全球打開了市場，而插電混動車型是在2012年的時候才開始在市場上面投放，并且剛開始的銷量也是相對比較低迷的。

　　而豐田在HEV非插電式混合動力車型上對鋰離子電池并不感冒，但是對鎳氫電池又情有獨鐘。因為其成本更加低廉、循環(huán)壽命更長、低溫性能更好等優(yōu)勢，對于主要由發(fā)動機驅(qū)動車輛，電機只是起到輔助作用的HEV非插混車輛而言，能夠有效的避免能量密度較低、充電效率低等劣勢。

　　在鎳氫電池上的發(fā)展，豐田將推出「雙極性」結(jié)構(gòu)的鎳氫電池，并首次搭載在新款A(yù)QUA車型上。首先與老款A(yù)QUA車型的鎳氫電池相比，在體積相同的條件下，電池的輸出功率約為之前的兩倍，并且使車輛的加速性能更加的線性。

　　雙極性鎳氫電池的原理是在中間的集電體兩側(cè)，分別布置了正極和負(fù)極材料，這就構(gòu)成了所謂的「雙極性」。首先最顯著的優(yōu)勢就是節(jié)省空間，省去了電芯外殼體和空間的占用。

　　再一個就是模組技術(shù)，使整個模組看上去就是雙極性鎳氫電池就行堆疊而來，使整個電池包的模組降低，提高集成效率。

　　而對于豐田下一代的純電車型而言，充分借鑒自1996年以來推出的RAV4 EV所取得的技術(shù)發(fā)展，并將于2022年6月前發(fā)售「BZ4X」。該車是「TOYOTA bZ 」全新純電動專屬系列中的首款車型，也是基于e-TNGA平臺打造7款純電車型中第一款車型。

　　如果說豐田多年研發(fā)HEV車型所累積的技術(shù)，只是打基礎(chǔ)的話，那么豐田基于全新純電架構(gòu)的車型則該到了「交作業(yè)」的時候。

　　當(dāng)然，全新的純電車型肯定離不開更加高品質(zhì)的電池，首先是在液態(tài)電池的材料上和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行升級，除了方型結(jié)構(gòu)的電芯之外，預(yù)計還將推出軟包等結(jié)構(gòu)的電芯，使電池包的質(zhì)量更輕，并且整體的靈活性和匹配性也會更高。

　　去年6月，搭載豐田全固態(tài)電池的電動車，已經(jīng)進(jìn)行了路試，目前已經(jīng)到了獲取車輛行駛數(shù)據(jù)的階段。全固態(tài)電池相比于液態(tài)電池，主要在電解質(zhì)和隔膜上做文章。

　　全固態(tài)電池就是將固態(tài)電解質(zhì)完全取代掉電解液和中間的隔膜，因為電解質(zhì)呈固態(tài)的形式，大幅提升電池的能量密度，在相同體積的情況下?lián)碛懈玫睦m(xù)航里程。

　　此外，全固態(tài)電池相比于液態(tài)電池遇到高溫時的劇烈反應(yīng)不同，固態(tài)電解質(zhì)更加的耐高溫和耐高壓。由于在材料以及結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，電池在大電流的工作下不會發(fā)生刺破隔膜而導(dǎo)致的短路破壞，以及不會因為有機液體在高溫下的氧化分解，從而加速燃燒。

　　目前全固態(tài)電池仍然面臨著成本和制作工藝的問題，導(dǎo)致全固態(tài)電池在傳統(tǒng)電池的市場上未能早日推出。但是全固態(tài)電池在與傳統(tǒng)鋰電池的差異化競爭中，仍然具有比較大的優(yōu)勢，這也是包括蔚來在內(nèi)的其他車企電池發(fā)展的主流規(guī)劃。

　　對于豐田的全固態(tài)電池的發(fā)展來說，將會率先應(yīng)用于HEV車型中，而實現(xiàn)從HEV車型到純電動車型中，還需要解決的課題是「高容量電池的壽命」。

　　由于無機固態(tài)電解質(zhì)與鋰金屬負(fù)極界面的相容性很差，這就會造成在長時間的使用后會產(chǎn)生巨大的界面阻抗，以及鋰枝晶的生長，加速電池的實效，所以就需要尋找更好的釋放劑作為固態(tài)電解質(zhì)界面的材料。

　　豐田不光是在純電動車型上發(fā)展，在氫動力車型同樣快速的推進(jìn)。早在上個世紀(jì)70年代，日本就已經(jīng)制定了關(guān)于氫能源的計劃，而第一款商用氫燃料電池車輛正是豐田的Mirai。

　　據(jù)此前數(shù)據(jù)統(tǒng)計，假設(shè)日本直接向純電動車轉(zhuǎn)型，那么就意味著日本每年損失800萬輛的汽車產(chǎn)量，日本制造商將會面臨嚴(yán)重的打擊。從這個角度來看，似乎在日本更適合氫能源的發(fā)展，因為日本有超60%的氫都是使用電解法制氫，而全球只有不到5%的氫是通過電解獲得的，這也更符合日本的能源優(yōu)勢。

　　但是，氫能所要面臨的「制造」和「運輸」，以及涉及大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，仍然是阻礙氫燃料電池車快速發(fā)展的原因的之一，而純電動車只要解決充電樁的問題，似乎目前所面臨的問題都迎刃而解了。

　　此前，豐田章男認(rèn)為「氫燃料發(fā)動機只能堅持三五個小時是不夠的，必須達(dá)到可維持跑完24小時的水準(zhǔn)」，所以我們也期待豐田氫動力車型有更好的發(fā)展吧。

　　到2030年，豐田預(yù)計將在全球市場銷售新能源車型達(dá)800萬輛，其中純電動車型和燃料電池車型將達(dá)到200萬輛，其余的車型均為HEV車型，這一目標(biāo)與全面向純電動市場轉(zhuǎn)型的其他傳統(tǒng)車企還是有一些區(qū)別的。

　　根據(jù)豐田品牌的預(yù)計，每3輛 HEV車型等于1輛 EV車型的二氧化碳減排效果，通過普及HEV車型，即可通過少量的電池，有效減少二氧化碳排放，從而加速電動化的推進(jìn)，這也是豐田以HEV車型為主的原因之一。

　　而對于已經(jīng)擁有豐富可再生能源的地區(qū)，將會快速的普及純電和氫燃料電池車型，才能進(jìn)一步促進(jìn)「零排放」車型的快速普及。

　　從行業(yè)的總體發(fā)展來看，豐田在推動電動化的普及速度上似乎有所緩慢，讓以特斯拉為首的新能源車企能夠快速的占領(lǐng)市場。但是以豐田的影響力，現(xiàn)在努力的迎頭趕上，依然能夠在電動化市場中擁有足夠的話語權(quán)。

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