التزمت تويوتا بنماذجها الهجينة لسنوات عديدة وتركت الطرازات الكهربائية بالكامل على جانب الطريق. هذا الأمر يتغير حاليًا: في عام 2030 ، تخطط الشركة المصنعة لبيع ما مجموعه ثمانية ملايين سيارة كهربائية في جميع أنحاء العالم – مليون منها ستحصل على طاقة محرك تأتي حصريًا من بطارية. يؤدي هذا التطور حتما إلى زيادة الطلب ، حيث يتوقع اليابانيون أن يكون لديهم ما مجموعه حوالي 200 جيجاوات ساعة من سعة البطارية في سياراتهم في هذا الوقت 2030 . لكن التنوع هو أيضًا ميزة عندما يتعلق الأمر بتكنولوجيا البطاريات. يقال أن Toyota وضعت 23 مليارًا في خطة بحث طويلة الأجل
بطاريات الليثيوم أيون مع الهيدروجين الغازي
على المدى القصير ، يجب أن تساعد تقنية أيونات الليثيوم ، والتي تم إطلاقها مؤخرًا مع طرازات يارس / بريوس الهجينيه المسماه أكوا لاول مرة في السوق المحلية. وتقول تويوتا ان هذا الابتكار لا يوفر فقط إمكانية دمج عدد أكبر من الخلايا المدمجة في البطارية. ينتج عن هذا أيضًا سطح نشط أكبر ومقاومة أقل. وفقًا لشركة Toyota ، تبلغ قوة البطارية ضعف قوة سابقتها ، والتي لا ينبغي أن تؤدي في النماذج الهجينة إلى مراحل قيادة كهربائية بحتة فحسب ، بل تؤدي أيضًا إلى تحسين استجابة دواسة الوقود.
بالمقارنة مع بطارية الليثيوم أيون التقليدية ، بطارية الخلاياالصلبة اكثر امانا
تخطط تويوتا في الفترة مابين 2025 – 2030 لتقديم جيل جديد تمامًا من أجهزة تخزين الطاقة من هذا النوع في سياراتها. يجب تحقيق التوازن المثالي بين خمس نقاط: الأمان وعمر الخدمة ومستوى عالٍ من الجودة والأداء القوي والتكاليف المعقولة. على الرغم من أن الجانب الأول يلعب الدور الرئيسي ، إلا أن الكثير يعتمد على النقطة الأخيرة. تهدف تويوتا إلى خفض تكلفة بطاريات السيارات الكهربائية بنسبة 50 في المائة لكل سيارة بحلول عام 2030. في الوقت نفسه ، يجب زيادة كفاءة الأداء بنسبة 30 في المائة من أجل التمكن من تقليل سعة البطاريات بهذه النسبة – وبنفس النطاق بالطبع.
تخطط تويوتا أيضًا لامتلاك بطاريات صلبة جاهزة للإنتاج المتسلسل في النصف الثاني من عشرينيات القرن الحالي. تعتبر هذه الكأس المقدسة لباحثي البطاريات ، لأن شيئين يتداخلان مع بطاريات Li-NMC (الليثيوم والنيكل والمنغنيز والكوبالت) المستخدمة حاليًا في معظم السيارات الإلكترونية: حدود معينة من حيث زيادة الأداء والإلكتروليت السائل ، والتي يحتمل أن يكون قابل للاشتعال. في حالة بطارية الحالة الصلبة ، هذا – الاسم يقول كل شيء – صلب. ومع ذلك ، توجد بطاريات ليثيوم بوليمر (كما هو الحال في Mercedes eCitaro) حيث يتكون المحلول الكهربائي من مواد غير سائلة ولكنها مرنة ، والتي يمكن نظريًا أن تُحسب أيضًا ضمن بطاريات الحالة الصلبة. أهم ميزه اذن لبطاريات الحالة الصلبة “الحقيقية”:
الصعوبات التي تواجهها تويوتا
رغم حماس تويوتا الكبير لبطاريات الحالة الصلبة إلا أن هناك مشاكل تواجهها أهمها االآتي : “إذا ت البطارية أو تقلصت قليلاً ، يمكن أن تظل الأسطح مبللة دائمًا. مع وجود إلكتروليت صلب ، هناك خطر من أن التلامس السطحي سينقطع . تتعامل تويوتا أيضًا مع هذه الصعوبات وموضوعات البحث – ربما بشكل مكثف بين مصنعي السيارات. وجد اليابانيون أن بطاريات الحالة الصلبة تواجه اشكالية العمر الأقصر. يقول ماساهيكو مايدا ، كبير المسؤولين التقنيين في تويوتا: “نريد أن نركز تطويرنا بشكل أساسي على هذا الجانب – اي كيف نطيل عمر مثل هذه البطارية .
لتحقيق نسب أمان عالية مع استخدام بطاريات الخلايا الصلبه ، لا يزال هناك مجال لتحسين هذه النوعيه الجديده عن طريق ضغط الإلكتروليت – في Toyota وهو سيراميك زجاجي مصنوع من مركب الفوسفور والكبريت – تحت ضغط عالٍ حتى تتمكن الأيونات من المرور بسهولة قدر الإمكان. في الوقت نفسه ، يجب أن تظل مرنة بما يكفي لتكون قادرة على التعويض عن تمدد وتقلص الأنود أثناء الشحن والتفريغ أو لتحقيق أقل تشوه ممكن. يمكن أن يكون الاختراق في مواد جديدة أو في تصميم خاص.
تويوتا في الموعد المحدد ، ولكن ليس بسرعة
من المقرر أن يبدأ إنتاج السلاسل الصغيرة من بطاريات الخلايا الصلبه في عام 2025. يطور اليابانيون بطاريات الحالة الصلبة في مشروع مشترك مع باناسونيك يسمى Prime Planet Energy & Solutions Inc. ويعمل بها 5100 موظف ، 2400 منهم مع وكيل صيني. في البداية ، بدون الإنتاج الضخم ، ستكون بطاريات الحالة الصلبة أكثر تكلفة من بطاريات الليثيوم أيون. وهناك شك في أن حجم الإنتاج سيظل منخفضًا في السنوات القليلة الأولى وأن التكاليف يجب أن تنخفض إلى أقل من 100 دولار لكل كيلوواط / ساعة من أجل التنافس مع محركات الاحتراق الداخلي.