當(dāng)下，汽車產(chǎn)業(yè)正處于百年未有之大變局，智能化、電氣化的革命浪潮愈發(fā)猛烈，在新格局中，自主品牌憑借多年的技術(shù)積累占據(jù)了上風(fēng)，中國也因此成為了全球汽車工業(yè)革命的橋頭堡。
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相比之下，豐田、大眾、通用等外資品牌的步伐稍顯緩慢，一時間，看衰外資偏僻的聲音不絕于耳。事實上，外資品牌的技術(shù)積累同樣非常深厚，它們的技術(shù)護(hù)城河依然很深。近日，豐田汽車舉辦一場技術(shù)說明會，首次向外界展示了豐田大量的電氣化、智能化技術(shù)布局。
全新電池技術(shù)：今年5月，豐田汽車成立了BEV Factory，旨在加強(qiáng)在電動汽車領(lǐng)域的研發(fā)和制造能力。格努規(guī)劃，首款豐田次世代BEV產(chǎn)品計劃于2026年上市。2030年豐田全球BEV銷售規(guī)模預(yù)計達(dá)到350萬臺，其中次世代BEV產(chǎn)品將占到170萬臺的水平。
豐田也公開了兩款有望被搭載到次世代BEV產(chǎn)品上的鋰離子電池，分別為“性能版電池”與“普及版電池”。
“性能版電池”: 這是一種高能量密度的動力電池，配合車輛的空氣動力學(xué)改善，可將續(xù)航里程提升到目前的2倍，達(dá)到1000km。同時，性能版電池成本會降低20%，快充不到20分鐘。
另外，豐田還有一款“高性能版電池”也正在研發(fā)之中。該款電池集各種優(yōu)點于一身，采用了高鎳正極材料，并使用雙極結(jié)構(gòu)。與“性能版電池”相比，“高性能版電池”續(xù)航里程還可再增加10%，快充達(dá)到20分鐘以內(nèi)，成本有望降低10%。
破解固態(tài)電池難題：在被業(yè)內(nèi)視作下一代電池技術(shù)的全固態(tài)電池方面，豐田也在積極研發(fā)。
全固態(tài)電池的電解質(zhì)為固體，離子運(yùn)動速度更快，對高壓、高溫具備更強(qiáng)的耐受力。能夠帶來穩(wěn)定的高功率、增加續(xù)航里程以及進(jìn)一步縮短充電時間。此前，全固態(tài)電池壽命較短是核心課題。固體電解質(zhì)隨著電池的充放電反復(fù)膨脹和收縮，可能會引發(fā)龜裂，導(dǎo)致鋰離子在正負(fù)極之間的流動會變得困難。
近日，豐田正式公布已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了克服這一課題的新技術(shù)，在核算成本后，將全面進(jìn)入面向量產(chǎn)研發(fā)的階段。豐田曾在2021年時表示“全固態(tài)電池的導(dǎo)入將從HEV車型開始”，通過重新評估后明確表示，全固態(tài)電池將搭載到BEV車型上，并挑戰(zhàn)于2027~28年投入實際應(yīng)用。
用火箭技術(shù)制造BEV：由于電動車的續(xù)航短板，人們正在使用多種手段來提高續(xù)航能力，空氣動力學(xué)便是其中之一。
作為賽車界的頂流，豐田擁有豐富的空氣動力學(xué)設(shè)計經(jīng)驗，未來，豐田將與三菱重工業(yè)宇宙事業(yè)部共同研討如何將火箭的極超音速技術(shù)應(yīng)用于汽車。
火箭周邊空氣由于摩擦、受到壓縮會產(chǎn)生大量的氣動加熱效應(yīng)，航空領(lǐng)域有可以在這樣高溫環(huán)境中保護(hù)火箭機(jī)體不受損傷的技術(shù)和經(jīng)驗。豐田正在與他們討論將這些技術(shù)和經(jīng)驗運(yùn)用于造車范疇。例如通過對車身表面進(jìn)行處理等方式，控制車身與氣流接觸的局部，由此實現(xiàn)降低阻力。假設(shè)現(xiàn)有車身的風(fēng)阻系數(shù)為0.20，進(jìn)行技術(shù)處理后，豐田認(rèn)為可以實現(xiàn)再降低10%的效果。另一個值得關(guān)注的點是，這樣的技術(shù)應(yīng)用將使車身形狀擺脫材料束縛，無論是鋼，還是鋁。更可以讓極致的車身設(shè)計與空氣動力學(xué)性能，不再是魚與熊掌，而可以兼得。。目前，豐田即將在3年后將這一技術(shù)投入實際應(yīng)用。
精益生產(chǎn)再進(jìn)化：作為燃油時代的全球巨頭，豐田除了打造了卓越的技術(shù)、產(chǎn)品，其效率極高的精益生產(chǎn)模式也給人類制造業(yè)帶來了巨大的革命。對于BEV的制造流程，豐田也將進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。
加藤表示：“之所以次世代BEV能夠完成‘商品的進(jìn)化’，正是因為背后是‘制造的再次進(jìn)化’。如果用一個詞來詮釋制造的未來，應(yīng)該是‘二分之一’。也可稱之為‘BEV half’。通過模塊結(jié)構(gòu)和車輛自動化移動生產(chǎn)線技術(shù)將生產(chǎn)工序和工廠投資分別減至二分之一。通過數(shù)字孿生技術(shù)賦能，生產(chǎn)準(zhǔn)備時間將減少至二分之一。”
具體來說，次世代BEV車體采用了分成前、中、后三大塊模塊的新結(jié)構(gòu)。其中只有中間部分搭載了電池，由于前、后模塊均不受影響，可快速地將電池的進(jìn)化同步到整車上。一體化鑄造是實現(xiàn)這種模塊化車身結(jié)構(gòu)的一項重要制造技術(shù)。
以bZ4X為例，其車身后部由86個金屬板部件、經(jīng)過33道沖壓工序組成。如果用鋁壓鑄工藝一體成形，最終可將零件數(shù)量和工序精簡為1個，大大提高生產(chǎn)效率。
結(jié)合新的制造流程，豐田推出了全新的生產(chǎn)技術(shù)“車輛自動化移動生產(chǎn)線”。在組裝中的汽車可以自動行駛，移動到下一個工序。簡而言之，將電池、電機(jī)、輪胎和無線終端安裝到前、中、后三個模塊后，就可以讓其自動在工序間行駛。
這樣一來，生產(chǎn)線上便無需傳送帶，工廠的布局也將不受限制。同時，曾經(jīng)以年為單位的量產(chǎn)準(zhǔn)備周期和高達(dá)數(shù)十億日元的工廠投資等，都能實現(xiàn)大幅度的削減。目前，豐田將以3年后引進(jìn)為目標(biāo)，加速研發(fā)。
次世代氫燃料電池系統(tǒng)：氫能Factory山形總裁，表示要以研發(fā)、生產(chǎn)、銷售一體化的形態(tài)推進(jìn)商業(yè)化落地，直言“要通過以量定價的經(jīng)營模式，努力提供價格更合理的產(chǎn)品”。
山形總裁還介紹豐田預(yù)估在2030年收到約10萬臺氫燃料電池的訂單，氫燃料電池市場將以商用車為中心實現(xiàn)增長。
為了通過大型商用車等形式來進(jìn)一步推廣普及氫能應(yīng)用，豐田介紹了行駛和能耗性能都得到了提高的次世代氫燃料電池系統(tǒng)，以及一些降低車載儲氫罐制造成本的舉措。此外，針對制氫技術(shù)也進(jìn)行了說明。
可以說這個次世代電池單體凝聚了豐田30年積累下來的技術(shù)和經(jīng)驗。例如實時測量和分析電池單體內(nèi)部發(fā)生的現(xiàn)象；模擬納米尺度的化學(xué)反應(yīng)；以及高精度化學(xué)觸媒的涂裝工藝等。通過高超的技術(shù)實力，不僅延緩了因腐蝕等引起的劣化，還使制造所需材料的價格變得更經(jīng)濟(jì)。這樣具有高競爭力的次世代電池單體，計劃在2026年投入實際應(yīng)用。
削減氫能源自身成本：3月電裝在福島公布的電解水制氫裝置中，應(yīng)用了MIRAI的氫燃料電池技術(shù)。通過氫和氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而實現(xiàn)發(fā)電的MIRAI的電池，和水電解制氫裝置中使用的電池單體有九成的零部件是共通的，彰顯了豐田認(rèn)真制氫的姿態(tài)。
豐田還提到，未來計劃在泰國導(dǎo)入與三菱化工機(jī)共同研發(fā)的實證機(jī)器，將使用到通過雞糞產(chǎn)生的沼氣來制氫的項目里，從而推進(jìn)在當(dāng)?shù)氐臍淠茉粗圃旌拖M(fèi)。
讓氫能加速向乘用車普及：在大型商用車上搭載的儲氫罐，通常是碳纖維材料的圓筒（直徑約50cm，長約2m）。若將此類儲氫罐標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一為1種，儲氫罐的成本則可以削減25%并能加速普及；通過將氣態(tài)氫液化，可大幅減少氫的體積，從而確保更大的乘用空間。
為了提高儲氫罐在乘用車上的適應(yīng)能力，豐田將改變儲氫罐的外形，提升設(shè)計的自由度。豐田還表示，正在考慮將次世代氫燃料系統(tǒng)的電池單體的尺寸減半，從而可以實現(xiàn)從小型車到大型車的全線產(chǎn)品搭載。
寫在最后
這場技術(shù)說明會，豐田首次向外界充分展示了在電氣化領(lǐng)域的強(qiáng)大技術(shù)積累，不難看出，豐田已經(jīng)為電氣化轉(zhuǎn)型做了充足的準(zhǔn)備，我們也有理由相信，目前豐田正處于技術(shù)和產(chǎn)品爆發(fā)的前夜，未來的豐田一定會給我們帶來更多的驚喜。
