堅(jiān)守混動(dòng)技術(shù)23年,豐田汽車為何對充電鋰電池避而遠(yuǎn)之?

時(shí)間:2022-01-21

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導(dǎo)語:1074.21萬輛、36.75萬輛,前者是豐田2019年總銷量數(shù)據(jù),后者則是TSLA2019年銷量數(shù)據(jù)。

  二者體量雖相差甚遠(yuǎn),但這并不妨礙TSLA市值成功超越豐田成為全球市值最高車企,超高市值是整個(gè)汽車行業(yè)對TSLA發(fā)展純電動(dòng)汽車模式的一種認(rèn)可。

  汽車行業(yè)已步入新能源時(shí)代,各家車企都在調(diào)整戰(zhàn)略研發(fā)新能源汽車。動(dòng)力鋰電池作為新能源汽車核心發(fā)展技術(shù),三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池已經(jīng)成為動(dòng)力鋰電池主流選擇。

  當(dāng)鋰離子電池成為行業(yè)主旋律之際,豐田玩了23年的混合動(dòng)力技術(shù)依然在堅(jiān)持采用鎳氫電池,銷量上的最大競爭對手德國大眾汽車也已經(jīng)收購國軒高科,全力布局鋰離子電池來迎合純電動(dòng)汽車發(fā)展趨勢。

  豐田為何不大面積使用鋰離子電池,豐田到底有沒有純電動(dòng)汽車技術(shù)都是汽車市場關(guān)注的重點(diǎn)。

  豐田正在研發(fā)續(xù)航1000公里氟離子電池

  近日據(jù)外媒報(bào)道,豐田正在和京都大學(xué)(KyotoUniversity)研究人員聯(lián)合開發(fā)新一代新能源汽車動(dòng)力鋰電池技術(shù),被曝光的不是主流鋰離子電池,而是新型氟離子電池。

  據(jù)曝光的電池?cái)?shù)據(jù)顯示,氟離子電池儲能量大約是傳統(tǒng)鋰離子電池的7倍,可以讓電動(dòng)汽車一次充電行駛1000公里。

  豐田新型氟離子電池的工作原理是:通過氟離子導(dǎo)電電解質(zhì),將氟離子從一個(gè)電極轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電極來發(fā)電,陽極或負(fù)電荷電極由氟、鈷、銅組成,陰極或正電荷電極重要由鑭組成,同時(shí)氟離子電池完全無需使用鋰作為原料。

  通常鋰離子電池中使用的是液體電解質(zhì)。豐田在研的這款氟離子電池則采用固體電解質(zhì),而固態(tài)電池最大的優(yōu)勢是自燃率會大大降低。

  不過,氟離子電池也面對著不小的挑戰(zhàn),就是電池在高溫工作中,只有固態(tài)電解質(zhì)被充分加熱時(shí)才能導(dǎo)電,但這可能會導(dǎo)致電池電極膨脹。為解決電池膨脹問題,京都大學(xué)和豐田研究小組將用鈷、鎳和銅的合金制造電極。

  當(dāng)下幾乎所有新能源汽車公司和動(dòng)力鋰電池車企都在"押注"三元鋰離子電池或磷酸鐵鋰離子電池,而且這兩種電池也已成為行業(yè)主流選擇,隨著豐田氟離子電池研究計(jì)劃被披露,豐田又一次在鋰離子電池領(lǐng)域漸行漸遠(yuǎn)。

  新能源領(lǐng)域多元化發(fā)展

  汽車電動(dòng)化來臨之前,憑借在新能源汽車方面的建樹,市場都預(yù)測豐田會是電動(dòng)汽車領(lǐng)域絕對領(lǐng)軍者。

  這樣的預(yù)測并非毫無道理,早在1992年一月,豐田對外宣布了《豐田地球環(huán)境》,表示自己將會以新能源汽車方式來改變?nèi)祟愱P(guān)于傳統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴,在新能源汽車領(lǐng)域豐田已經(jīng)堅(jiān)守了23年。

  雖然說TSLA推動(dòng)了純電動(dòng)汽車發(fā)展,但第一個(gè)真正將新能源汽車帶入消費(fèi)者生活的,卻是豐田普銳斯,從1997年第一代普銳斯正式誕生至今,豐田系混動(dòng)汽車銷量已經(jīng)突破一千萬。

  豐田一直堅(jiān)守混合動(dòng)力汽車技術(shù),這個(gè)觀點(diǎn)沒錯(cuò),只是錯(cuò)誤判斷純電動(dòng)汽車普及速度,引以為傲的混動(dòng)技術(shù)并沒有成為主流,原因文章后面會重點(diǎn)提及。

  其一,在整個(gè)汽車行業(yè)逐漸走向電動(dòng)化的趨勢下,豐田存有掉隊(duì)之嫌。不過要明確一點(diǎn)的是,掉隊(duì)只限于市場純電動(dòng)汽車市場保有量方面,在純電動(dòng)汽車技術(shù)儲備方面并沒有掉隊(duì)之說,并且是多元化發(fā)展。

  其二,電氣化之路豐田純電車型量產(chǎn)確實(shí)走的相對較慢,早期一直走的是混合動(dòng)力的路線。目前,豐田又一直專注于開發(fā)燃料動(dòng)力電池汽車。但豐田并沒放松對鋰離子電池領(lǐng)域研究,只是鋰離子電池的不穩(wěn)定性讓豐田對其投放市場持保留的態(tài)度,畢竟2009年因"踏板門"事件在全球召回850萬輛汽車一度讓豐田面對破產(chǎn)局面,關(guān)于汽車質(zhì)量安全已經(jīng)到了苛刻地步。

  事實(shí)上,使用三元鋰離子電池車型頻發(fā)的自燃事件證明豐田的擔(dān)憂并非毫無道理,可能也正是這種穩(wěn)健市場姿態(tài)造就了人們對豐田在鋰離子電池領(lǐng)域毫無建樹的錯(cuò)誤觀念。

  在燃料動(dòng)力電池方面豐田的研發(fā)投入可以排到整個(gè)汽車行業(yè)前列,以氫燃料動(dòng)力電池為例,相比目前主流動(dòng)力鋰電池,其環(huán)保性大于前者,理論上是當(dāng)下最環(huán)保的電池種類(排放接近于零),同時(shí)也具有能量轉(zhuǎn)換效率高以及續(xù)航里程長等優(yōu)點(diǎn)。但氫燃料動(dòng)力電池面對的最大挑戰(zhàn)是成本和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),運(yùn)行成本也過于高昂,安全性沒有經(jīng)過市場檢驗(yàn)。

  2014年十二月十五日,豐田汽車在日本公布全球首款量產(chǎn)氫燃料動(dòng)力電池汽車Mirai,經(jīng)過6年的發(fā)展除在日本收到歡迎外,在其他主流市場Mirai均反響平平?;A(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重制約了氫燃料動(dòng)力電池發(fā)展,而建設(shè)這些設(shè)施要政府力量,僅憑豐田個(gè)人行為恐難以完成。在氫燃料動(dòng)力電池使用方面,實(shí)踐證明公共交通以及物流車型是其最佳載體,由于這些車型不受空間限制可以攜帶更大體積的氫燃料動(dòng)力電池。未來氫燃料動(dòng)力電池仍有其存在價(jià)值不會被淘汰,而且豐田的大手筆研究也并非毫無用處,技術(shù)也處于行業(yè)領(lǐng)先。

  同時(shí),鋰離子電池領(lǐng)域研究和使用豐田也要早于大多數(shù)車企,2008年就設(shè)立了電池研究部,專注于鋰離子電池在內(nèi)不同種類電池開發(fā),并在同年和松下展開合作新增鋰離子電池技術(shù)儲備。2009年第三代普銳斯上市使用的是鎳氫電池,不過豐田也借助第三代普銳斯開始了鋰離子電池測試。2012年第二代RAV4EV版本采用的就是鋰離子電池組(來源于TSLA)。鋰離子電池技術(shù)豐田不是空白,一直在積極投入研發(fā),只是在沒有突破關(guān)鍵技術(shù)階段,由于鋰離子電池的不穩(wěn)定因素,豐田迫于安全性沒有大面積投放市場。

  從鎳氫電池到氫燃料動(dòng)力電池、鋰離子電池以及最新氟離子固態(tài)電池,豐田在安全基礎(chǔ)上不斷嘗試新能源汽車多元化發(fā)展的可能性。所以無論汽車行業(yè)怎么發(fā)展,豐田都能趕上,甚至能憑其技術(shù)帶起一股新的變革。

  獨(dú)愛鎳氫電池

  假如說氫燃料動(dòng)力電池、鋰離子電池、氟離子固態(tài)電池只是技術(shù)儲備產(chǎn)品,那豐田唯一鐘愛的動(dòng)力鋰電池非鎳氫電池莫屬。

  鎳氫電池豐田已經(jīng)用了23年,為何豐田獨(dú)愛鎳氫電池?

  這一點(diǎn)同豐田是日本公司不無關(guān)系,眾所周知日本自然資源較為匱乏,尤其是環(huán)保意識走在前列,而鎳氫電池的優(yōu)勢在于回收降解相對鋰離子電池更為環(huán)保。

  鎳氫電池的重要成分為:稀土、鎳,兩者都有較高的回收價(jià)值,采用水為電解質(zhì)溶液則不容易污染環(huán)境,對環(huán)境十分友好。

  其次,鎳氫電池安全性具佳,由于鎳氫電池的電解液是水溶液,在發(fā)生短路等異常情況下也不容易燃燒。

  盡管鎳氫電池儲能密度遜于鋰離子電池,但混動(dòng)技術(shù)可以借助發(fā)動(dòng)機(jī)釋放能量,能量密度不是最重點(diǎn)考慮對象,并且鎳氫電池使用壽命也要優(yōu)于鋰離子電池。由于研發(fā)和生產(chǎn)鎳氫電池產(chǎn)品已經(jīng)超過20多年,品控、質(zhì)量都已經(jīng)得到很好控制。

  美《消費(fèi)者報(bào)告》實(shí)驗(yàn)中將一臺開了10年33萬公里普銳斯和一臺10年車齡僅開了3200公里左右普銳斯進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)兩車的電池各項(xiàng)性能指標(biāo)差距并不明顯,證明鎳氫電池的衰減性相比其他種類電池要低太多。

  純電動(dòng)汽車經(jīng)過幾年的發(fā)展,以鋰離子電池為主的動(dòng)力鋰電池技術(shù)上已經(jīng)處于瓶頸期。不可否認(rèn),純電動(dòng)汽車技術(shù)并未完全成熟,動(dòng)力鋰電池技術(shù)還有很遠(yuǎn)的路要走。預(yù)計(jì)在未成熟前,未來很長一段時(shí)間里豐田還將繼續(xù)以鎳氫電池為主。

  現(xiàn)階段如三元鋰離子電池自燃率或許比其他種類電池要高一些,但得益于密度高、儲能效果好、抗低溫等優(yōu)勢,也不得不承認(rèn)其也是純電動(dòng)汽車市場最佳選擇。

  豐田阻止純電汽車發(fā)展陽謀已失敗

  純電汽車迅速成為市場主流選擇已經(jīng)不可逆,研究了20多年被寄予厚望的混合動(dòng)力已不能成為主流,且敗的如此迅速,豐田顯然不甘心,在去年其宣布將免費(fèi)對外開放混合動(dòng)力汽車技術(shù)專利。

  為了這套動(dòng)力系統(tǒng)打了無數(shù)的豐田為何突然大方免費(fèi)開放技術(shù)專利?目的很簡單,減速純電動(dòng)汽車發(fā)展,讓這套動(dòng)力系統(tǒng)獲得更多的市場份額,保住混動(dòng)領(lǐng)域優(yōu)勢,不甘心混動(dòng)技術(shù)就此失去市場。

  但一切都太晚,純電動(dòng)汽車的發(fā)展已經(jīng)停不下來,某種程度上這種局面也是豐田自己的錯(cuò)誤判斷,早些年眾多車企都夢寐以求想得到這套動(dòng)力系統(tǒng),但豐田真的"太小氣",對這套系統(tǒng)看的太重,假如有專利發(fā)生立馬會訴諸法律,除了"較真"的本田繞開了豐田專利發(fā)展了自己的混動(dòng)技術(shù),很多車企選擇繞開混合領(lǐng)域,直接發(fā)展pHEV插電式動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車。

  豐田的混合動(dòng)力汽車技術(shù)全球最出色這點(diǎn)毋庸置疑,但混合動(dòng)力汽車技術(shù)已經(jīng)喪失市場優(yōu)勢也是不爭事實(shí)。假如在2014年純電動(dòng)汽車爆發(fā)初期開放技術(shù)專利,今天的新能源汽車歷史就有可能會被改寫,純電動(dòng)汽車步伐或許也不會像如今這般速度發(fā)展。

  混動(dòng)豐田第一,但也僅限于同自己比較,免費(fèi)開放技術(shù)專利,阻止純電汽車發(fā)展陽謀已失敗。

  當(dāng)然,混合動(dòng)力技術(shù)一無是處論調(diào),這個(gè)觀點(diǎn)顯然也是錯(cuò)誤的,混動(dòng)技術(shù)汽車本該是傳統(tǒng)汽車到純電動(dòng)汽車中間最佳過渡產(chǎn)物,只是純電動(dòng)發(fā)展速度快于預(yù)期,目前新能源汽車?yán)m(xù)航里程、充電問題、安全性沒有得到完全解決之前,很長一段時(shí)間內(nèi)全球也有足夠的新能源市場容納下豐田混合動(dòng)力汽車。

  總結(jié)

  動(dòng)力鋰電池發(fā)展到最后會不會出現(xiàn)多種不同種類電池,這點(diǎn)在新能源汽車普及的初期難以斷定,但肯定一點(diǎn)豐田獨(dú)愛23年的鎳氫電池不會成為主流,因?yàn)槲锢硐拗茖?shí)在太高,豐田很難憑借一己之力完成鎳氫電池物理上的突破。超級電池問世之前,動(dòng)力鋰電池市場主流選擇依然是三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池。

  目前對超級動(dòng)力鋰電池還沒有明確含義,一旦最新氟離子電池突破續(xù)航和膨脹問題達(dá)到量產(chǎn)階段,豐田的氟離子電池技術(shù)就有可能含義超級電池。

  盡管混動(dòng)技術(shù)已經(jīng)錯(cuò)過最佳普及時(shí)機(jī),但動(dòng)力鋰電池、新能源汽車領(lǐng)域技術(shù)儲備豐田不是落后者,更不是后來者,豐田的新能源技術(shù)也是多元化發(fā)展,如燃料動(dòng)力電池、固體電池、鎳氫電池、鋰離子電池、氟電池以及新能源汽車技術(shù)每個(gè)環(huán)節(jié)或零部件,都有爭第一的實(shí)力,一個(gè)環(huán)節(jié)失敗了另一個(gè)環(huán)節(jié)立馬能彌補(bǔ)起所犯錯(cuò)誤,這就是技術(shù)儲備重要之處,更是豐田汽車可怕之處。


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