Компания Toyota заявила о технологическом прорыве, который позволит вдвое сократить вес, размер и стоимость аккумуляторных батарей для электромобилей. Об этом сообщает издание The Guardian со ссылкой на президента центра исследований и разработок концерна в области углеродной нейтральности Кэйдзи Кайта (Keiji Kaita).

Источник изображения: unsplash.com

В японской компании рассказали, что смогли упростить производство материала, который используется для изготовления твердотельных батарей. Это открытие в концерне назвали шагом вперед, который может значительно сократить время зарядки и увеличить дальность пробега электромобилей.

«Мы стремимся изменить ситуацию с нашими жидкостными и твердотельными батареями, которые, как известно, слишком большие, тяжёлые и дорогие в производстве. Мы говорим о потенциале вдвое сократить все эти факторы», — прокомментировал Кайта.

По его словам, благодаря новой технологии Toyota сможет разработать твердотельную батарею, с которой запас хода электрокара составит 1,2 тыс. км, а на ее зарядку будет уходить меньше 10 минут. Как пишет Financial Times, в компании рассчитывают, что смогут наладить массовое производство таких твердотельных батарей в 2027–2028 годах.

Твердотельные аккумуляторные батареи, в которых в качестве электролита применяется твёрдый материал, рассматриваются в качестве более надёжной, удобной и безопасной альтернативы литийионным батареям с жидким электролитом. Однако сейчас твердотельные батареи сложнее и дороже в производстве. В японской компании утверждают, что могли бы значительно упростить процесс производства твердотельных батарей, потенциально сделав его более простым по сравнению с выпуском литийионных батарей.

Разработчики программного обеспечения первым делом призвали на службу системы генеративного искусственного интеллекта, но в прочих сферах инженерной деятельности они тоже найдут применение. Например, корпорация Toyota Motor уже экспериментирует с использованием ИИ при оптимизации дизайна своих автомобилей на стадии раннего проектирования.

Источник изображения: Toyota Motor

Расположенный в Калифорнии исследовательский центр Toyota Research Institute, в частности, уже проводит эксперименты с использованием систем генеративного искусственного интеллекта при определении концепции дизайна транспортных средств на ранних этапах проектирования. Используя текстовый запрос с описанием общих очертаний и компоновки будущей машины, инженеры могут заставить систему ИИ предложить сразу несколько вариантов дизайна, которые учитывали бы заложенные технические ограничения вроде коэффициента лобового сопротивления, длины колёсной базы и высоты кузова.

Система ИИ может использовать начальный эскиз профиля автомобиля, созданный дизайнером вручную, для поиска вариаций в дизайне с учётом заложенных требований к ключевым параметрам. Сохраняя стилистическую целостность образа, компьютер предлагает несколько вариантов силуэта, которые в разной степени оптимизированы с точки зрения той же аэродинамики. Поскольку последний критерий сильно влияет на экономичность электромобилей, то подобные вспомогательные инструменты будут обретать особую актуальность в обозримой перспективе. Поиск окончательного варианта дизайна в этом случае значительно ускоряется, сокращая время на разработку новых моделей.

По оценкам аналитической компании Counterpoint, в первом квартале 2023 года продажи автомобилей с электрической тягой в США подскочили на 79 % по сравнению с тем же периодом прошлого года, что помогло США обойти Германию и стать вторым по величине рынком электрифицированных автомобилей (классические электромобили и подключаемые гибриды) в мире. По её данным, выше продажи таких авто только в Китае.

Источник изображения: Pexels

Согласно Counterpoint налоговые льготы на электромобили сыграли большую роль в стимулировании продаж и, возможно, помогли автомобильной промышленности США в целом. На долю Tesla в этом квартале пришлось 62,7 % продаж электромобилей, причём модели Model Y и Model 3 обе заняли первое место.

Источник изображения: Counterpoint

Что интересно, в первом квартале продажи электромобилей одной лишь Tesla были выше, чем совокупные продажи следующих 18 автопроизводителей, которые в сумме представляют 34 автомобильных марки. GM был далеко на втором месте с Bolt EUV и Bolt — процент продаж автоконцерна составил 7,6 %. Volkswagen занял 6,3 % рынка благодаря модели ID.4.

Источник изображения: Counterpoint

Подключаемые гибриды — это совсем другая история: компания Stellantis лидирует с объемом продаж в 43,9 % благодаря моделям Wrangler и Grand Cherokee от Jeep, а также минивэну Chrysler Pacifica. BMW с гибридным X5 набрал 16,1 %, а RAV4 от Toyota помог бренду подняться до продаж в 15,4 %. Counterpoint оптимистично смотрит на будущее американских электромобилей. Несмотря на то, что пересмотренные правила сузили список автомобилей, которые могут претендовать на налоговые льготы, они все ещё способны повлиять на спрос. Ранние этапы восстановления экономики также могут способствовать росту интереса покупателей.

В определённый момент продажи электромобилей должны были вырасти. Такие штаты, как Калифорния и Нью-Йорк, запретят продажу автомобилей с двигателями внутреннего сгорания к 2035 году. В свою очередь, компания GM, уже взяла на себя обязательство стать полностью электрической примерно в это же время.

Итальянские производители спорткаров уже высказывали мнение, что при переходе на электрическую тягу не нужно лишать любителей быстрых машин характерного акустического сопровождения, которое свойственно мощным автомобилям с ДВС. Компания Toyota Motor оказалась сторонником подобной идеи, заодно собираясь сохранить в электрических спорткарах ощущения, которые дарит машина с коробкой передач, подразумевающей ручное переключение.

Источник изображения: Toyota Motor

В январе, как напоминает Electrek, внук основателя Toyota Motor Акио Тоёда (Akio Toyoda) решил покинуть пост президента корпорации, чтобы впервые поставить у её руля человека, никак не связанного по родству со своим дедом. Перейдя в статус председателя совета директоров, Тоёда недавно столкнулся с некоторым недоверием акционеров в ходе процедуры своего переизбрания. Принимать участие в управлении разработкой новых моделей Акио Тоёда не прекращает, и одним из результатов его личного патронажа может стать появление первого электрического спорткара марки. Под эгидой гоночного подразделения Toyota Gazoo Racing (GR) разрабатывается скоростной электромобиль, и председателю совета директоров удалось проехаться на первом ходовом прототипе.

По динамическим показателям первый электрический спорткар марки должен оказаться на уровне или выше существующих моделей с ДВС типа GR Supra или GR Yaris, но пока нет уверенности в том, что электрическая машина со спортивными задатками станет серийной. Пока внук основателя Toyota Motor считает важным делать упор на удовольствии от вождения такой машины. Специалисты компании наделили прототип способностью имитировать ручное переключение передач и выжим сцепления, а придать особый аккомпанемент может генератор звука двигателя. Напомним, что идею с имитацией ручного переключения передач на электромобилях Toyota уже обкатывала ранее на прототипе Lexus.

Отдельно агентство Nikkei сообщило, что Toyota Motor сможет рассчитывать на получение субсидий в размере $841 млн на организацию локального производства тяговых аккумуляторов на территории Японии. Сколько в подобные проекты готова вложить сама Toyota, источники не сообщили. Такое решение правительства стало логичным на фоне недавнего доклада руководства автопроизводителя о намерениях вывести на рынок тяговые батареи различных типов, которые покроют потребности почти всех сегментов рынка, как увеличивая скорость зарядки и запас хода электромобилей, так и снижая себестоимость изготовления аккумуляторов. В комментариях японских чиновников упоминаются ещё две компании помимо Toyota, которые получат субсидии на производство аккумуляторов на территории Японии.

Выделенных в виде субсидий средств, по оценкам чиновников, должно в сочетании с вложениями инвесторов хватить для организации в Японии производства тяговых аккумуляторов совокупной ёмкостью 45 ГВт‧ч в год, а к концу десятилетия отечественных мощностей должно хватать на выпуск 150 ГВт‧ч в год. Конкурирующая Honda Motor намеревается построить совместное предприятие с GS Yuasa для выпуска тяговых батарей на территории Японии.

Японская корпорация Toyota Motor хоть и является крупнейшим автопроизводителем в мире, в условиях стремительного перехода конкурентов на электротягу демонстрирует тревожащую инвесторов консервативность и неповоротливость. Обнадёжить их призван ряд заявлений, который руководство Toyota сделало накануне ежегодного собрания акционеров. Например, электромобили на основе твердотельных аккумуляторов Toyota начнёт продавать уже в 2027 или 2028 году.

Источник изображения: Toyota

По крайней мере, таков текущий план японского автопроизводителя, как отмечает Reuters. К 2026 году Toyota рассчитывает увеличить ежегодный объём реализации электромобилей подконтрольных ей марок до 1,5 млн штук в год. На данном этапе разработки специалистам Toyota удалось решить проблемы с надёжностью и долговечностью аккумуляторов с твердотельным электролитом, и теперь компания рассчитывает наладить серийный выпуск машин на их основе уже к 2027‒2028 годам. Машина на такой батарее сможет проезжать без подзарядки до 1200 км и восполнять запас хода примерно за десять минут.

Промежуточным этапом прогресса в сфере производства тяговых батарей для Toyota станет 2026 год, поскольку к этому времени компания предложит электромобили с более ёмкими аккумуляторами, позволяющими проезжать без подзарядки до 1000 км и восполнять заряд менее чем за двадцать минут. При этом стоить такая тяговая батарея будет на 20 % меньше, чем устанавливаемая в существующий электрический кроссовер Toyota bZ4X.

Не оставит без внимания Toyota и аккумуляторные батареи, сочетающий литий и фосфат железа (LFP). К 2026 или 2027 году она будет оснащать ими ряд своих электромобилей, добившись увеличения запаса хода на 20 % по сравнению с нынешним bZ4X (до 510 км в переднеприводном исполнении) и снижения себестоимости батареи на 40 %.

Когда-то Toyota была акционером Tesla и делилась с ней какими-то ноу-хау, но в будущем компании поменяются ролями с точки зрения обмена опытом. Toyota собирается взять на вооружение метод изготовления кузовных деталей, который Tesla применяет для упрощения конструкции транспортных средств. Крупные кузовные элементы будут изготавливаться монолитными на огромных прессах, как в случае с Tesla. Одновременно будет повышаться уровень автоматизации автосборочного производства за счёт расширения применения роботов и цифровых технологий.

Отдельным пунктом в списке инноваций, которые Toyota полна решимости внедрять на производстве, является улучшение аэродинамических параметров своей продукции. Сотрудничая с разработчиками ракетной техники из Mitsubishi Heavy Industries, японский автопроизводитель надеется опустить коэффициент аэродинамического сопротивления своих электромобилей ниже отметки в 0,2. Среди серийно выпускаемых электромобилей Lucid Air отличается сопоставимым значением этого коэффициента, при этом очертания кузова у этого седана довольно гармоничны с точки зрения пропорций и дизайна. Toyota рассчитывает приблизиться к 0,1 или чуть большей величине.

У своих партнёров Toyota намеревается закупать элементы силовой платформы для электромобилей более компактных размеров, использование которых освободит место под груз и пассажиров. Denso получит поддержку от Toyota в вопросе разработки полупроводников на основе карбида кремния, обладающих более высоким КПД при использовании в инверторах. Стоимость силовой установки электромобиля за счёт перехода на компоненты из карбида кремния можно будет снизить на 50 %, по подсчётам Toyota.

Стартап Electreon, работающий над технологией зарядки электромобилей непосредственно в поездке, заявил, что сумел поставить мировой рекорд по длительности путешествия на электрокаре без кабельной подзарядки в пути.

Источник изображения: Electreon

Компания вывела на специальную замкнутую трассу модифицированный гибрид Toyota RAV4 с возможностью подзарядки в пути, и в результате он ездил более 100 часов без подключения к электричеству традиционным способом. Машина проделала путь в 1924,56 км только на электрической тяге. При этом автомобиль, разумеется, делал кратковременные остановки — в эксперименте участвовали 55 водителей, но его не заправляли и не заряжали с помощью обычных кабельных зарядок. Для восполнения запасов энергии использовалось только дорожное полотно, оснащённое системой беспроводной зарядки. В результате аккумулятору было передано 241,69 кВт·ч электроэнергии.

Выбор для эксперимента гибрида с небольшим тяговым аккумулятором на 18 кВт·ч существовали определённые причины. Одним из главных преимуществ дорог с подзарядкой является возможность использования аккумуляторов меньшего размера — именно такие используются в гибридах, благодаря чему машина может стать значительно легче. Не так давно сообщалось, что из-за большого веса электромобилей те намного активнее изнашивают шины. Для сравнения, Tesla Model 3 с задним приводом имеет АКБ ёмкостью более 50 кВт·ч в стандартной комплектации.

Источник изображения: Electreon

Ещё в марте Electreon заключила соглашение с Toyota и DENSO, согласно которому компании планируют совместно разработать технологию беспроводной зарядки для новых электромобилей, а также выпустить специальный набор для оснащения более старых моделей беспроводными зарядными модулями, способными получать электричество в пути. Как сообщают в Electreon, партнёрство сделает доступными технологии беспроводной зарядки широкому кругу водителей и покажет, что такой способ зарядки представляет собой экономичное и экобезопасное решение, позволяющее снизить вредные выбросы в атмосферу.

Toyota и DENSO — не единственные партнёры Electreon. Компания анонсировала пилотные проекты в Швеции, Франции и Бельгии. Кроме того, она заключила сделку стоимостью $3,4 млн на обслуживание электрических общественных автобусов в Германии — о ней был объявлено ещё в декабре 2022 года.