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丰田推出四款电解质电池技术 有力提升纯动力汽车续航里程

盖世汽车讯 9月14日,丰田汽车(Toyota)BEV Factory宣布其新一代纯电动汽车(BEVs)将于2026年投入生产,并计划推出高规格纯电动汽车,为驾驶者提供愉悦的驾驶体验。

新一代纯电动汽车不仅设计结构别致,还将采用一系列新款先进电池,专为进一步满足丰田用户需求而研发。6月8日,丰田举办了以“改变汽车未来(Let’s Change the Future)”为主题的技术研讨会,在本次研讨会中,丰田首次向与会者展示了其下一代纯电动汽车的突破性技术,包括先进电池技术推广计划概览。

丰田BEV Factory总裁Takero Kato表示,丰田下一代纯电动汽车将于2026年全面上市。2030年,丰田纯电动汽车的销量预计将达350万辆,其中170万辆为下一代纯电动车型。他还强调,丰田的系列电池技术将是吸引更多客户并满足他们的需求的关键所在。

丰田已发布四款新一代电池,其中包括液态和固态电解质电池(electrolyte),此外丰田还预告了固态电解质电池技术的两大新进展。

液态电解质电池性能提升

液态电解质电池是目前纯电动汽车的主流技术,丰田正进一步研发此类电池,以提高能量密度、成本竞争力和充电速度。目前丰田正在研发的三种液态电解质电池技术分别是:“性能版(Performance)”、“普及版(Popularised)”和“高性能版(High Performance)”。

性能版【锂离子电池】

丰田锂离子电池与下一代纯电动汽车一并于2026年推出,在优化空气动力学并减轻车重的情况下,性能版锂离子电池可将纯电动汽车的续航里程增加至800公里以上。具体来说,两者结合可使成本降低20%(与目前的bZ4X型号相比),快速充电时间或将低于20分钟(剩余电量(SOC)间于10%至80%之间),该电池预计于2026年上市。

普及版【磷酸锂铁电池】

丰田目前正研发高品质、低成本的电池,并通过为客户提供多种电池选择来推动纯电动汽车普及,好比目前用户可选择不同动力系统(powertrain)。

普及版电池采用了丰田革新型的双极技术,且已在丰田镍氢(NiMh)混合动力汽车电池中得到应用和证实。普及版电池以磷酸铁锂(LiFePO)为核心材料。预计该款电池可使续航里程提升20%,成本降低40%(均与目前的bZ4X型号相比),快速充电时间或将低于30分钟(SOC间于10%至80%之间)。普及版电池预计将于2026年至2027年上市。 

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图源自丰田官网

高性能版【锂离子】

此外,丰田正研发高性能版电池,该电池将双极结构、锂离子化学性质和高镍阴极(high nickelcathod)相结合,以实现电池性能的进一步提升。再加上优化空气动力学和减轻车重,该电池可将续航里程进一步提高至1000公里以上。与性能版电池相比,该款电池可使成本再降低10%,快速充电时间低于20分钟(SOC间于10%至80%之间),预计将于2027年至2028年上市。

固态锂离子电池取得突破性进展

长期以来,固态锂离子电池一直被视为改变纯电动汽车市场规则的潜在因素,丰田也在提高固态锂离子电池耐用性方面取得技术突破。丰田固态电池采用固态电解质,可使离子移动速度更快,对高电压和高温的耐受力更强。这些特性可让固态电池适用于快速充放电,并能以更小的体积提供更大的功率。

截至目前,固态电池的缺点是电池寿命较短。然而丰田最近的技术进步克服了这一问题,且已将重点转向固态电池的大规模生产,计划于2027至2028年之间投入商业应用。尽管固态电池最初计划用于混合动力汽车,但丰田现在的重点主要放在下一代混合动力汽车上。

与性能版电池相比,丰田首款固态电池续航里程将增加20%(约1000公里),快速充电时间小于等于10分钟(SOC间于10%至80%之间)。

进一步研发固态电池

丰田已在研发规格更高的固态锂离子电池,其目标是将续航里程比性能版电池提高50%。

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图源自丰田官网

优化电池高度以提高续航里程

空气动力学在决定所有车辆的续航里程方面发挥着关键作用。为了最大限度地提高纯电动汽车的续航里程,人们越来越关注降低或优化风阻系数(Cd)等级。丰田的考虑则更进一步,将重点放在了迎风面积(CdA,即Cd乘以A)上,由于迎风面积的倍增效应(multiplication effect),迎风面积对车辆的续航能力有着更大的影响。

丰田主要考虑电池高度。电池通常安装在车辆地板下,这会导致车辆整体高度增加,从而对迎风面积产生不成比例的倍增效应,进而影响车辆的续航性能。如果能够降低电池高度,那么车辆的整体高度就可以降低,迎风面积得到提高,整体续航里程增加。

目前,bZ4X的电池组(包括外壳)高约150毫米。未来,丰田计划将电池高度降低到120毫米,如果是高性能运动型汽车,甚至可以降低到100毫米,因为基准点(hip-position)较低较为适用于此类车型。优化电池高度可改善续航里程、驾驶参与度和封装,具体取决于电池在车辆内的部署方式。