2020年4月23日 星期四

牛頭牌的電動車策略(02)完


領先世界於日本發售的超小型EV

在日本國內,Toyoya宣稱除了上述EV之外,還要在2020年冬天左右推出「超小型EV」。Toyota因此將成為第一家將這種超小型EV投入日本市場的車廠。這種超小型EV是設定給剛考上駕照的新手或老年人去購物或近距離移動時使用的都會通勤用車,其規格發表為最大速度時速60公里、充飽一次行駛距離約100公里、雙人座。目前還不清楚這輛超小型EV會取怎樣的名字,但車牌上印的是BEV。

東京モーターショー2019(FUTURE EXPO)で披露された、2020年冬頃発売予定の「超小型EV」。

這輛車比一般的輕型車還要迷你,尺寸上全長約2.5公尺、全寬約1.3公尺、全高約1.5公尺,車種分類上預訂是申請成日本政府推動的「超小型移動裝置(Mobility)」。

Toyota提出這種「超小型EV」的理由是根據該公司獨自針對EV需求進行的問卷調查結果,得到以下的回饋意見,因此利用這些意見,做為新的商機,而規劃出這種「超小型EV」。



[對於EV的需求問卷調查結果]

  • 每天不會開長距離、可以自由自在地開去購物或是去醫院等附近辦事
  • 對於是否開得好正常的汽車感到不安
  • 搭乘的時候只有自己或兩個人
  • 想開的時候就能開的狀況就可以了,不用自己擁有房子才能買
  • 不管開了幾年也能具有和新車狀態下一樣的續航距離
  • 去到目的地時也不必為了找停車場的車身大小是最方便的
  • 不管是在都會或是山間都是「誰都能安心自由地駕駛」

「超小型EV」要面對的競爭對手---都會通勤型的小型EV,目前在日本有好幾家車廠在做,就連從海外來的正規進口車都有好幾種。不過這些車都因為是少量生產,所以價格並不如想像那麼便宜,又因為銷售通路佈廣的關係、其實並不是那麼好買;因為有這些瓶頸存在,所以這種小型EV在街上並不容易看到。如果價格夠低、又容易購入的話,這種「超小型EV」有可能會一口氣就普及起來。

預定在2020~2021年間推出「步行領域EV」

除此以外,Toyota還預計在日本國內推出三種稱為「步行領域EV」的個人移動工具。

トヨタの歩行領域EVの3車種。左から立ち乗りタイプ、座り乗りタイプ、車いす連結タイプ。
三種步行領域EV。左起:站立駕駛型、坐式駕駛型、連接輪椅型

其中在大型設施或工廠間進行巡視/警備工作這種主要是營業使用的站立駕駛型步行領域EV預定要在2020年上市。在大型設施中給要拿很多東西或是有步行障礙的人使用的乘坐型步行領域EV、與手動輪椅連接型的步行領域EV則是預定在2021年發售。其中站立型主要是考慮用在大型設施或工廠等營業工作中,現狀是不打算在一般道路上使用。

另一方面,乘坐型與輪椅連接型是和現行的年長者用車一樣被視為步行者等級的車,可以在一般道路上行駛(不用駕照)。這類「步行領域EV」的一次充滿電續航距離約為10~20公里、充電時間為2~2.5小時(可交換電池)。

與速霸陸共同開發中的EV專用平台「e-TNGA」

前面提到Toyota正和速霸陸共同企劃開發中型SUV級的EV,其實兩家公司也在共同開發EV專用平台「e-TNGA」。

所謂的TNGA就是Toyota New Global Architecture的縮寫,指的就是第四代Prius開始採用的Toyota最新平台與開發車輛的概念。e-TNGA就是其EV規格的版本。就是採用模組設計的架構,將這些模組組合起來,目標是讓EV開發更有效率。

トヨタのEVプラットフォーム「e-TNGA」はモジュールで開発される。
藉由模組化開發:e-TNGA
五個模組,由左至右為前模組(根據突出長度分為長、短兩種)、中央模組(根據軸距分為長、中、短三種)、後模組(根據突出長度分為長、短兩種)、電池(根據容量分為大、中、小三種)、馬達(根據輸出功率分成大、中、小三種)

這樣就能很有效率地展開許多的變化車種。

前與後的馬達或引擎室的擺放方式、駕駛相對於前輪的位置、電池的寬度等等參數是固定的,但軸距、電池容量、突出長度(Overhang)等參數就可以調整變更來發展成車子的變化形態。Toyota希望藉由模組化提升效率的方式來開發EV,進而實現削減成本與低價格化的目標。

トヨタとスバルが共同企画・開発している、専用EVユニット「e-TNGA」のコンセプト。サイズ的に変更しない部分と変更する部分が決められており、これで複数車種のバリエーションに対応するという。

和速霸陸共同企劃的EV Unit:e-TNGA---決定好固定部分與變動部分,就可以彈性地對應許多的變化車種設計。

此外,馬達或動力控制系統等EV專用Unit,也是Toyota與速霸陸在共同開發中。

トヨタは、e-TNGAの開発において、モーターやパワーコントロールユニットなどの専用EVユニットもスバルと共同開発。

馬達等動力系統也可以模組單元化,就可以配合車種來變更馬達種類或配置而更容易地發展出許多變化車種。

依照以上的方式,Toyota計畫用很有效率的方式來增加新車種。如果能把上述六種類的車型增加出十種以上的車種,想要購買EV的人一定會一口氣增加出來。

不過當EV的需求越加提高時,就越會凸顯出某些課題。

EV電池的高耐久性非常重要

EV在量產上容易遇到的問題之一,就是如何確保高性能的電池。其中長時間使用也不容易劣化的耐久性被視為最重要的課題。如果有高耐久性的電池,使用者就能長期安心地持續駕駛電動車,也能容易建立起EV的中古市場。

Toyota從2012年開發出第一代的Prius PHV後,到了2017年的第二代時,實現了當時頂尖水準的耐久性。在「CH-R/IZOA」上,藉由電池材料、包裝(Pack)構造、控制系統等等各方面技術來降低電池的劣化程度,目前朝著2020年是世界頂尖耐久性水準的目標前進。可以想見Lexus UX300e也會是同樣的水準。

トヨタのバッテリーの耐久性能のグラフ。長期間使用して、どれだけ劣化しないかを示したもの。

EV量產的關鍵成敗掌握在高性能電池的量產體制上

要提升電池性能,最重要的就是建立好其量產體制。電動車全體的普及率,在2018年的時間點時已經超過Toyota最先的推測,如果照這個趨勢維持下去的話,到2025年時會到達當初預定數字的二十倍。因此能夠穩定大量提供高性能電池的生產體制,就是非常必要的。

トヨタの全電動車に必要なバッテリーの容量。

比以往預期大幅增加的電池需求,也跟著變大起來
(紅字為現在的普及速率,藍線為原始預期的普及速率)

Toyota首先在2019年1月和Panasonic簽訂了合作成立車載方形電池事業的統合契約與合併書。如此,就能以兩家公司合資成立的這家市占率世界頂尖級的Primearth EV Energy公司領軍、和GS湯淺、東芝、豐田自動織機等日本國內供應商建立起電池採購相關的協調、合作體制。

此外為了準備在中國進行EV量產,也和中國的世界級電池大廠CATL在2019年7月締結了新能源車用電池相關的統合性聯盟關係。又在同年7月和中國的電池、電動車大廠比亞迪協議要共同進行包含電池在內的EV開發案、11月7日又發表將要把EV的研究開發公司(Toyota在中國國內的第四個研究開發據點)於2020年中合併起來設立新的合資研究開發公司。

全固態電池的開發狀況?

另外一個令人關心的,則是全固態電池的開發狀況。鋰離子電池有漏液或燃燒的危險性,而且還有充電時間太長的問題點。相對起來全固態電池是使用固態電解質,就沒有漏液或燃燒的危險性。而且其能量密度可以更高、也容易高電壓化,更有機會實現小型輕量化的目標。而且其高溫耐久性能比較好,對於電動車的使用也有幫助,充電時間還只要鋰離子電池的1/3~1/5左右的程度。於是就能把以往充飽八成需要20~30分鐘的充電時間縮短到5~10分鐘的程度。

目前隸屬於Toyota的加藤佑樹博士等人、與全固態電池研究第一把交椅的東京工業大學研究所綜合理工學研究系的菅野了次教授為中心組成的共同研究團隊,在2016年3月發表了第一次的成果報告。當時提到了他們發現了比傳統的鋰離子電池電解液中離子移動速度(傳導率)快兩倍的固態電解質。之後,菅野教授們也持續發表著與全固態電池的成果。

現在,與全固態電池相關的Toyota官方資訊為上述Toyota和Panasonic成立的合資公司發表過,目前正在進行全固態電池與新一代電池的研究開發。而跟該公司的公關重新確認過關於全固態電池的消息時,他們的說法仍然是現在能夠公開的就是「以2020年代前半(2025年之前)達到實用化為目標而開發著」。

結論:Toyota的EV戰略是從中國出發,之後會往包含日本在內的全世界各地展開。
===

相關系列文章:

沒有留言:

張貼留言