從鎳氫電池到鋰離子電池、固態(tài)電池,還有豐田已經(jīng)投放市場(chǎng)的Mirai搭載的氫燃料電池,豐田在“穩(wěn)”的基礎(chǔ)上嘗試更多的可能性。所以無論未來風(fēng)吹向哪里,豐田都能趕上,甚至能憑技術(shù)帶起一股風(fēng)潮。
馬斯克一直對(duì)外界表示:固態(tài)電池并不是動(dòng)力電池的未來,而氫燃料更是“蠢得令人難以置信”。
而豐田卻堅(jiān)持:我們不會(huì)放棄氫電力燃料電池技術(shù)。
相比于馬斯克的決絕,豐田在動(dòng)力電池行業(yè),似乎更愿意嘗試多種可能。
從鎳氫電池開始,豐田從上個(gè)世紀(jì)就開始布局電池業(yè)務(wù)。
豐田為什么如此鐘情于鎳氫電池
但是有一個(gè)規(guī)律是,豐田一直沒放棄鎳氫電池。
一向以混合動(dòng)力技術(shù)見長的豐田,最先開始著手的是適用于油電混合車使用的鎳氫電池。
第一代普銳斯,搭載的就是PEVE生產(chǎn)的圓柱形鎳氫電池,產(chǎn)自日本愛知縣的豐田工廠里。
等到第二代普銳斯上市,圓柱電池就被換成了方形鎳氫電池,豐田稱是為了優(yōu)化電池包內(nèi)部空間,提升系統(tǒng)能量密度。
但是無論是圓柱還是方形,從1997年第一代普銳斯到如今的卡羅拉、凱美瑞,豐田都一直這么鐘情于鎳氫電池。
為什么呢?主要原因還是因?yàn)樨S田獨(dú)有的混動(dòng)技術(shù)。
目前,豐田推出的車型中,主要車型為油電混合車。
對(duì)于油電混合車來說,電池最主要的工作不是續(xù)航里程,而是配合電機(jī)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到最佳狀態(tài),兩者結(jié)合省油控制成本才是關(guān)鍵。
油電混合車在運(yùn)行過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的作用是在高速狀態(tài)下保持平穩(wěn)運(yùn)行,而電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間主要在啟動(dòng)階段和低速行駛階段,此外電動(dòng)機(jī)還會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)將車身運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在電池中。
這樣一來,油電混合車在行駛過程中能否更安全、快速充放電以及成本預(yù)算才是豐田要考慮的事情。
首先從安全性來看,鎳氫電池采用的是不可燃的水溶液,不會(huì)出現(xiàn)像鋰電池那樣析鋰現(xiàn)象。
另一方面,鎳氫電池的比熱容、電解液蒸發(fā)相對(duì)較高、能量密度較低,即使發(fā)生短路、刺穿等極端情況,電池升溫也不大會(huì)引起燃燒。
此外因?yàn)殒嚉潆姵夭缓瑒《疚镔|(zhì),主要成分為鎳、稀土,回收起來比較安全,難度較小,回收再利用程度比較高。
成本上來看,有報(bào)告顯示,在2010年之前,鎳氫電池每瓦時(shí)電池成本幾乎是與鎳氫電池持平的。
所以在早期來看,使用鎳氫電池相對(duì)來說成本是比鋰離子電池低的。
此外,由于混合動(dòng)力系統(tǒng)在合理動(dòng)力輸出下,行駛過程中一般用到的電池容量在10%左右,極端情況下最大用電量也只能到40%,所以電池剩下60%電量是用不到的。
這種“淺充電”的電池管理方式能極大延長電池壽命,充放電循環(huán)次數(shù)可到10000次以上。所以在長期成本控制上,鎳氫電池相對(duì)來說很有優(yōu)勢(shì)。
此外,鎳氫電池技術(shù)相對(duì)較成熟,產(chǎn)品質(zhì)量控制難度低,良品率較高,成本相對(duì)較低。
技術(shù)上來看,鎳氫電池快速充放電能力及放電平穩(wěn)的特性也適合混動(dòng)動(dòng)力車的工作模式。
有數(shù)據(jù)顯示,在滿電存放的情況下,鎳氫電池每月電量會(huì)自行釋放25%-35%,而鋰離子電池每月自放電率只有5%-9%。鎳氫電池如果只在容量的40%-60%之間來進(jìn)行,可以充放電上萬次。普通鋰離子電池充放周期在500次左右,鎳氫電池大概兩千次左右。
在無需考慮充電時(shí)間的情況下,鎳氫電池具備快速充放電和發(fā)熱量小、放電平穩(wěn)的特性比較適合混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作方式。
所以,一向穩(wěn)健的豐田選擇了更適合與其混動(dòng)技術(shù)配套的鎳氫電池。
但是,豐田并沒有把整個(gè)生命線全放在鎳氫電池上面,豐田在第四代普銳斯高配版及插電版搭載的就是鋰離子電池。