Nieuws

© Toyota

Toyota investeert in vier batterijtechnologieën, inclusief veelbelovende vastestofaccu

14 september 2023
Door Stijn Blanckaert

Toyota loopt wat achter op de concurrentie als het gaat om het op de markt brengen van elektrische auto’s. Met alleen de bZ4X bij het moedermerk en de RZ450e bij Lexus is de constructeur op achtervolgen aangewezen. Dat blijft echter niet zo, want de Japanse nummer één heeft een flinke versnelling ingezet en start vanaf 2026 met de productie van een nieuwe generatie batterij-elektrische auto’s, waarbij voor vier verschillende batterijtechnologieën wordt geopteerd.

 

Ongetwijfeld zal het in eerste instantie met de nodige frisse tegenzin geweest zijn, aangezien Toyota het prototype is van de “believer” in hybridetechnologie, maar nu heeft de constructeur wel volop de volledige elektrificatie omarmd. Dat moet blijken uit de plannen van het merk om vanaf 2026 een nieuwe generatie elektroauto’s te lanceren met geavanceerde technologieën en vier verschillende batterijsoorten die moeten inspelen op de behoeftes van verschillende soorten klanten. 

Terwijl de Toyota bZ4X en de Lexus RZ450e voorbeelden van Toyota’s “eerste generatie”-EV’s zijn, zullen de modellen vanaf 2026 dus van de tweede generatie zijn. De constructeur verwacht tegen 2030 3,5 miljoen volelektrische auto’s verkocht te hebben en stelt dat 1,7 miljoen ervan tot de (vanaf 2026 verkrijgbare) tweede generatie zullen behoren. 

Takero Kato, voorzitter van Toyota’s BEV Factory, zegt dat ze “verschillende varianten van batterijen nodig hebben, net zoals we ook verschillende varianten van motoren hebben.” Geen one-size-fits-all-technologie dus bij Toyota, dat voor de tweede EV-generatie gebruik zal maken van vier batterijtypes, met vloeibare maar dus ook met vaste elektrolyten, zowat de heilige graal van de accutechnologie. 

Vier types accu’s 

In eerste instantie werkt Toyota aan de verbetering van de huidige mainstreamtechnologie voor accu’s die werkt met vloeibare elektrolyten. De bedoeling is om de energiedichtheid te verhogen, ze goedkoper te maken en ze ook sneller te laten opladen. Daarbij onderscheidt Toyota drie varianten met vloeibaar elektrolyt.1TOYOTASBATTERYTECHNOLOGYROADMAP2De eerste is de “Performance”-accu. Die is van het lithium-iontype en zal performanter zijn dan de huidige generatie Li-ionexemplaren, met een rijbereik dat door prestatieverbeteringen tot boven de 800 kilometer moet klimmen, in combinatie met een betere aerodynamica en een lager wagengewicht. 

Toyota verwacht dat de in 2026 verkrijgbare Performance-batterij ongeveer een vijfde goedkoper zal zijn dan die van de huidige bZ4X en in 20 minuten of minder zal kunnen snelladen van 10 tot 80 procent. 

De tweede soort werd “Popularisation” gedoopt en mikt op een lagere kostprijs. Om de aantrekkingskracht van elektrische auto’s te vergroten moeten er namelijk ook minder dure accu’s op de markt komen, zoals er ook goedkopere en duurdere motoren zijn in verschillende modellen. De Popularisation-batterij, die in 2026 of 2027 op de markt komt, maakt gebruik van bipolaire technologie en lithium-ijzerfosfaat (LFP) als kernmateriaal. Het gaat in de basis over hetzelfde accutype zoals dat ook door BYD en Tesla (voor de Model 3) wordt gebruikt. Toyota zal ze echter zo ontwikkelen dat het rijbereik 20 procent groter zal zijn dan bij de bZ4X, het snelladen van 10 tot 80 procent in minder dan 30 minuten zal kunnen en – vooral – dat ze 40 procent minder zal kosten dan de accu van de bZ4X. 

De derde accu die met een vloeibaar elektrolyt werkt is de “High Performance”, die Toyota in 2027-2028 verwacht te commercialiseren. Het gaat om een lithium-ionbatterij die de bipolaire structuur met lithium-ionchemie en een hoge nikkelkathode combineert en tot een rijbereik van zelfs meer dan 1.000 kilometer moet leiden (opnieuw in combinatie met een betere stroomlijn en een lager wagengewicht). De High Performance-accu zou wanneer hij in nieuwe auto’s ingebouwd wordt ook 10 procent minder kosten dan de Performance-accu en even snel kunnen laden.  

De heilige graal 

De heilige graal van de batterijtechnologie is de vloeistofloze vastestof of Solid State-accu. Toyota belooft al een hele tijd dat het die technologie ook zal commercialiseren en doet dat opnieuw, al stelt de constructeur “2027-2028” voorop en is de komst ervan dus nog een stuk veder van ons verwijderd dan sommigen hoopten.  

Solid-state batterijen, en dus ook die van Toyota, beschikken over een vast in plaats van vloeibaar elektrolyt, waardoor de ionen sneller bewegen en de accu veel beter overweg kan met hoge spanningen en dito temperaturen. Daardoor zijn vastestofbatterijen geschikt voor snel opladen en ontladen en kunnen ze meer vermogen leveren in een kleinere vorm. Tot op heden ging dit echter ten koste van de verwachte levensduur van de batterij, maar Toyota denkt daarvoor een oplossing te hebben en zich te kunnen richten op de massaproductie van dergelijke accu’s. Het doel is klaar te zijn voor commercieel gebruik in 2027-28.  

Initieel zei Toyota de solid-state-accu te gaan gebruiken in zijn hybrides, maar de focus ligt nu toch op de introductie ervan op de volledig elektrische auto’s van de nieuwe generatie. 

Toyota verwacht dat haar eerste solid-state batterij een 20% groter rijbereik zal bieden ten opzichte van de Performance-batterij (ongeveer 1.000 km) en in 10 minuten of minder van 10 tot 80 procent te kunnen opladen. Nadien zou Toyota zelfs een solid-state lithium-ionbatterij met nog hogere specificaties bouwen met een rijbereik dat zelfs 50 procent groter is dan die van de Performance-batterij (1.200 km). Van een game-changer gesproken… 

Lagere batterijen voor een lager verbruik 

Omdat de aerodynamica bij elektrische auto’s zo belangrijk is voor het rijbereik krijgt dat element steeds meer aandacht van de autobouwers. Toyota kijkt daarbij niet gewoon naar de luchtweerstandscoëfficiënt (Cd), maar wel naar de CdA, wat de luchtweerstandscoëfficiënt is, maar dan vermenigvuldigd met de frontale oppervlakte (A).  

Centraal in de redenering van Toyota staat de hoogte van de batterij die gewoonlijk onder de vloer van de auto wordt geplaatst. Dit kan leiden tot een hogere auto, met als gevolg een sneeuwbaleffect op CdA en dus ook op het rijbereik. Als de hoogte van de batterij kan worden verlaagd, kan de auto zelf ook lager zijn, wordt de CdA beter en neemt het rijbereik toe. Daarom ontwikkelt Toyota de 'ever-flatter' ('steeds platter') -batterijtechnologie. 

De hoogte van de accu van de bZ4X, inclusief behuizing, bedraagt 150 mm. Toyota wil dit terugbrengen tot 120 mm, en zelfs tot 100 mm voor krachtige sportwagens waarin een lage positie gewenst is. Dat is ook wat BYD doet trouwens, met haar blade-batterij met een hoogte van 110 mm. 

Deel op

Lees meer over


© Autonieuws. Alle rechten voorbehouden. Design door We Cre8 It.