سعودي أوتو خاص :
كانت رحلة تويوتا في مجال السيارات الكهربائية عبارة عن استراتيجية مدروسة ، وخطوات محسوبة بعناية . وبينما قادت تويوتا الثورة الهجينة مع سيارة بريوس الشهيرة ، تخلفت غزوتها نحو السيارات الكهربائية النقية عن منافسين مثل تيسلا وهيونداي . تويوتا لها كلمة أخرى على طريق المستقبل ، قد تغير قواعد اللعبة من أساسها ، بل ربما لا يأتي عام 2030 إلا وتكون في مقدمة الركب العالمي ..
المخاوف الأولية بشأن محدودية الموارد لبطاريات الليثيوم أيون ، إلى جانب التركيز على تكنولوجيا خلايا وقود الهيدروجين ، ساهمت في هذا التأخير. كان وصول سيارة bZ4X ، التي تم إطلاقها في عام 2022، بمثابة نقطة تحول، مما يدل على دخول تويوتا رسميًا إلى ساحة السيارات الكهربائية. تهدف سيارة الدفع الرباعي الكهربائية هذه إلى الاستحواذ على حصة من السوق المزدهر، لكن المنافسة شرسة بالفعل.
طموح تويوتا الحقيقي
يتباهى اللاعبون الراسخون مثل فورد، وتيسلا وجنرال موتورز بنماذج متعددة من السيارات الكهربائية، يتنافس كل منها على جذب انتباه المستهلك والهيمنة على السوق . ومع ذلك، فإن طموح تويوتا الحقيقي يكمن في ما هو أبعد منbZ4X . وجهت تويوتا أنظارها على تقنية ثورية: بطاريات الحالة الصلبة .
مزايا بطاريات الحالة الصلبة
تعد هذه البطاريات بالعديد من المزايا مقارنة بنظيراتها من الليثيوم أيون ، بما في ذلك نطاق أطول بشكل ملحوظ، وأوقات شحن أسرع، وتحسين السلامة. وفي البداية، كانت تويوتا تهدف إلى إطلاقها في عام 2025، وقد حققت بالفعل اختراقات كبيرة في هذه التكنولوجيا .
تكنولوجيا بطاريات الحالة الصلبة
• تمتلك تويوتا أكثر من 1000 براءة اختراع لبطاريات الحالة الصلبة
• توفر بطاريات الحالة الصلبة من الجيل الأول نطاقًا يصل إلى 1200 كلم
• تصل بطاريات الحالة الصلبة من الجيل الثاني إلى 1500 كلم
لسنوات، ظلت شركة تويوتا تبدو حذرة في مجال السيارات الكهربائية، مما جعل الكثيرين يتساءلون عما إذا كانت تتخلف عن الركب. ومع ذلك، فقد بدأت الأمور تتغير، وأصبح السبب وراء نهجهم البطيء ظاهريًا واضحًا: كان اليابانيون يبحثون بجد عن حل رائد، وليس مجرد عرض آخر للسيارات الكهربائية.
1000 براءة اختراع
إن التزام تويوتا بتكنولوجيا الحالة الصلبة لا يمكن إنكاره، ويتجلى ذلك من خلال محفظتها الرائعة التي تضم أكثر من 1000 براءة اختراع في هذا المجال. وقد أدى هذا التفاني إلى نتائج ملحوظة. تتميز بطاريات الحالة الصلبة من الجيل الأول بمدى يصل إلى 1200 كلم ، متفوقة حتى على مدى سيارات، لوسيد أير . لكن تويوتا لا تتوقف عند هذا الحد.
تعمل تقنية الجيل الثاني الخاصة بها على دفع الحدود إلى أبعد من ذلك، حيث تعد بمدى يصل إلى 1500 كلم – أي ما يقرب من ثلاثة أضعاف نطاق السيارات الكهربائية الأكثر شعبية اليوم. وخارج النطاق، تشهد أوقات الشحن تحولاً جذريًا. تعد بطاريات الحالة الصلبة من تويوتا بـ 10 دقائق فقط لتصل إلى 80 بالمائة من طاقتها، وهي تحاول بشكل أساسي أن تعكس الراحة التي توفرها إعادة تزويد سيارة تعمل بالبنزين بالوقود.
تعمل إمكانية الشحن السريع هذه على التخلص بشكل فعال من “القلق بشأن المدى”، وهو عائق رئيسي أمام اعتماد السيارات الكهربائية . ترسم هذه التطورات صورة لمستقبل ثوري للسيارات الكهربائية.
تويوتا تبدأ بالحالة الصلبة مع السيارات الهجين
وبدلاً من السيارات الكهربائية النقية، فإن أول سيارة تويوتا مزودة بتقنية الحالة الصلبة ستكون نموذجاً هجيناً ، ومن المتوقع أن يتم طرحها في عام 2025. وتتخذ تويوتا نهجاً محسوباً بشكل مميز، حيث تختار السيارات الهجينة كأول من يتبنون تقنية بطاريات الحالة الصلبة القادمة. ويعكس هذا تركيز الشركة المميز على الموثوقية وقرارها الاستراتيجي باختبار التكنولوجيا الجديدة بدقة قبل النشر الشامل.
يوفر هذا النهج الهجين شبكة أمان في حالة تعطل البطارية، بما يتماشى مع سمعة تويوتا في إعطاء الأولوية للموثوقية. كما أنها تستفيد من نجاح الشركة في مجال السيارات الهجينة، وهو قطاع السوق الذي كانت الشركة رائدة فيه بشكل فعال مع سيارة بريوس الشهيرة.
استراتيجية تويوتا الحذرة
على الرغم من أن تويوتا لم تخترع السيارة الهجينة، إلا أنها قامت بنشرها بشكل لا يمكن إنكاره، وأصبحت مرادفًا للسيارات الكهربائية التي يمكن الاعتماد عليها. ومع ذلك، فإن هذه الإستراتيجية الحذرة لا تصور تويوتا كمعارض للتقدم. إنهم ببساطة يعطون الأولوية للاختبارات الصارمة قبل وضع المركبات على الطريق، كما يتضح من تقييماتهم العالية باستمرار في مؤشرات الموثوقية مثل تقارير المستهلك.
ويضمن هذا النهج الدقيق أن يصبح حلمهم بالحالة الصلبة حقيقة واقعة في نهاية المطاف، وإن كان ذلك مع بدء طرح مدروس في السيارات الهجينة.
تويوتا تتعاون مع أكبر شركة نفط يابانية
تدرك تويوتا قيمة التعاون، وإدراكًا لتعقيدات تطوير بطاريات الحالة الصلبة، دخلت في شراكة مع شركة النفط اليابانية العملاقة Idemitsu ، مستفيدة من أكثر من 1000 براءة اختراع للبطاريات وخبرتها العميقة في الصناعة. ويهدف هذا التحالف الاستراتيجي إلى إنشاء سلسلة توريد مستقرة وتقليل الاعتماد على المصادر الخارجية، مما يؤدي في النهاية إلى إنتاج كميات كبيرة من بطاريات الحالة الصلبة.
تويوتا ليست وحدها في السعي للحصول على خبرات خارجية. تعد الشراكات هي القاعدة في سباق بطاريات الحالة الصلبة، حيث يتعاون كبار اللاعبين مثل Ford وBMW مع Solid Power ، وتستثمر شركة Volkswagen في QuantumScape وبالمثل، حصلت هيونداي على حصتها في شركة فاكتوريال إنيرجي.
مشكلة بطاريات الليثيوم أيون
في حين أن بطاريات الليثيوم أيون هي التي ساهمت في تدشين الطفرة الأولية للمركبات الكهربائية، إلا أن لها عيوبًا مختلفة. تستخدم بطاريات الليثيوم أيون الموجودة في معظم المركبات الكهربائية على الطريق إلكتروليتًا سائلًا أو هلاميًا يحمل الجزيئات المشحونة في البطارية من قطب كهربائي إلى آخر. لسوء الحظ، تحدث تحديات محددة بسبب استخدام المنحل بالكهرباء السائل الذي أصبح مصدر قلق كبير للسلامة.
سلبيات بطاريات الليثيوم أيون
• السلامة : تشكل الإلكتروليتات السائلة خطر الحريق في حالة تلفها. أيضًا، تتكون تركيبة المادة التحليلية عادةً من أملاح الليثيوم والمذيبات العضوية، وكلاهما قابل للاشتعال للغاية ولديه القدرة على الاشتعال عند تعرضه للأكسجين.• التدهور : في كل مرة يتم فيها شحن البطارية، يتم دفع أيونات الليثيوم فيزيائيًا بعيدًا بين الذرات الأخرى في القطب، مما يتسبب في نمو القطب أثناء الشحن. بمجرد الانتهاء، تنكمش المادة مرة أخرى، لكن دورة النمو والانكماش المستمرة هذه تشكل شقوقًا صغيرة تقلل من قدرة البطارية على تخزين الشحنة، مما يؤدي إلى استبدال المستهلكين للبطاريات في سياراتهم بمرور الوقت، وهو ما قد يكون مكلفًا للغاية.
• كثافة الطاقة : تترجم كثافة الطاقة المحدودة إلى حزم بطاريات ذات نطاق أقصر وضخمة.
إيجابيات بطارية الحالة الصلبة
من هنا كانت الكلمة الأقوى الممثلة ببطارية الحالة الصلبة التي تغير قواعد اللعبة . كما يوحي الاسم، تقوم بطاريات الحالة الصلبة باستبدال الإلكتروليت السائل بآخر صلب. ومن خلال القيام بذلك، يقلل المنحل بالكهرباء الصلب بشكل كبير من خطر التسرب وارتفاع درجة الحرارة. كما يعزز الهيكل الصلب الاستقرار، مما يؤدي إلى إبطاء فقدان السعة وعمر أطول للبطارية. لكن التغيير الحقيقي لقواعد اللعبة يكمن في كثافة الطاقة. تتيح إلكتروليتات الحالة الصلبة استخدام مواد إلكترودات جديدة مع إمكانية تخزين المزيد من الطاقة بشكل ملحوظ في مساحة أصغر.
ويترجم ذلك إلى مدى قيادة أطول مع مجموعات بطاريات أصغر حجمًا وأخف وزنًا، مما يوفر مساحة كبيرة في المقصورة ويحسن كفاءة السيارة. علاوة على ذلك، فإن الموصلية الأيونية المحسنة داخل المنحل بالكهرباء الصلب تمهد الطريق لأوقات شحن أسرع، مما يوفر راحة كبيرة للسائقين. بالإضافة إلى ذلك، فإن التخلص من المكونات الضخمة مثل الفواصل يؤدي إلى بطاريات أخف وزنًا، مما يعزز أداء السيارة وكفاءتها.
مشكلة التكلفة العالية لبطاريات الحالة الصلبة
وفي حين تحمل بطاريات الحالة الصلبة الوعد بإحداث ثورة في السيارات الكهربائية من خلال شحن أسرع، وزيادة المدى، وتعزيز السلامة، فإن الطريق أمامنا لا يزال وعراً. وتلوح التكلفة باعتبارها التحدي الأكبر، حيث أن الإنتاج أغلى بكثير من بطاريات الليثيوم أيون الحالية. يعد العثور على مواد إلكتروليت صلبة مناسبة وقابلة للتطوير عقبة أخرى تتطلب جهودًا بحثية كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، لا تتعامل بطاريات الحالة الصلبة مع التغيرات في درجات الحرارة بشكل جيد . تمثل المتانة أيضًا مصدر قلق، حيث يكافح المهندسون لضمان عمر افتراضي طويل.
ومع ذلك، وسط هذه التحديات، تظهر بارقة أمل: تدعي شركة تويوتا أنها حققت تقدمًا كبيرًا في تكنولوجيا بطاريات الحالة الصلبة ، ومعالجة مسألة طول العمر. وهذا التطور، إذا تمت ترجمته بنجاح إلى إنتاج ضخم، لديه القدرة على تمهيد الطريق لتبني هذه التكنولوجيا الثورية على نطاق أوسع. وفي حين أن الشركات المصنعة الأخرى تشارك بنشاط في السباق، فقد ضخت تويوتا التفاؤل في هذا المجال، مما زاد من احتمال استخدام بطاريات الحالة الصلبة لتشغيل المركبات في وقت أقرب مما كان متوقعا.
الوضع الحالي لشركة تويوتا
على الرغم من أنه لا يزال هناك بعض الوقت حتى يتمكن الجمهور من وضع أيديهم على هذه السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات الصلبة، إلا أن تويوتا تعمل على تكثيف أداء بطاريات الليثيوم أيون. ومن المقرر أن يتم إطلاق مجموعات بطاريات الليثيوم أيون من الجيل التالي بحلول عام 2026 ، مما يمنح السيارات الكهربائية المستقبلية نطاقًا يصل إلى 1000 كلم بشحنة واحدة، ويضاعف نطاقها الحالي للمركبات الكهربائية ويخفض تكلفة الإنتاج بنسبة 20 بالمائة. علاوة على ذلك، ستكون هذه البطاريات قادرة على الشحن من 10 بالمائة إلى 80 بالمائة خلال 20 دقيقة فقط.
بطاريات فوسفات حديد الليثيوم (LFP)
ستأتي بطاريات فوسفات حديد الليثيوم (LFP) الجديدة “ثنائية القطب” بعدة أشكال، بما في ذلك خيار عالي الأداء. ويتسابق العديد من صانعي السيارات الآخرين لتسويق بطاريات الحالة الصلبة أيضًا. في عام 2022، أعلنت شركة هوندا عن اكتشاف نسيج بوليمر جديد من شأنه أن يساعد في إطالة العمر القصير للعديد من بطاريات الحالة الصلبة الحالية. ولم يصدروا بعد أي أوقات شحن أو نطاقات متوقعة، لكنهم يخططون لبيعها للجمهور بحلول عام 2028.
تويوتا تخصص 35 مليار دولار للسيارات الكهربائية
أعلنت شركة تويوتا مؤخرًا عن خطوة مهمة إلى الأمام في استراتيجيتها للسيارات الكهربائية باستثمار قدره 1.3 مليار دولار في مصنعها في كنتاكي . يؤكد هذا التوسع من جديد التزام الشركة تجاه السوق الأمريكية ويتوافق مع تخصيصها العالمي الذي تم الإعلان عنه مسبقًا بقيمة 35 مليار دولار للسيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات (BEVs) بحلول عام 2030.
وسيتم استخدام الاستثمار لإنتاج “سيارة دفع رباعي كهربائية جديدة ذات ثلاثة صفوف” مصممة خصيصًا لـ المستهلكين الأمريكيين. على الرغم من أن تويوتا كانت تفتقر إلى صناعة السيارات الكهربائية مقارنة بماركات السيارات الأخرى، إلا أن الشركة تتطلع إلى توسيع مبيعاتها السنوية.
مستقبل تويوتا الكهربائي
بعد بيعها 104.018 سيارة كهربائية فقط على مستوى العالم في عام 2023، وهي زيادة كبيرة مقارنة ب 24.466 سيارة تم بيعها في عام 2022 ، تتطلع شركة صناعة السيارات إلى زيادة مبيعاتها إلى 1.5 مليون وحدة بحلول عام 2026 ثم مضاعفة هذا الرقم بحلول عام 2030 فإن الخطط الخاصة بقطاع السيارات الكهربائية طموحة بالتأكيد. ولكن إذا تمكنت الشركة اليابانية من إيجاد حل لإنتاج بطارياتها الصلبة بكميات كبيرة، فليس هناك شك في أن تويوتا ستصبح واحدة من الشركات الرائدة في تصنيع السيارات الكهربائية بحلول عام 2030.