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Toyota, le plus grand constructeur automobile mondial, a un problème. Bien que l’entreprise soit célèbre pour avoir été pionnière en matière de méthodes de fabrication allégées et pour avoir été l’un des premiers pionniers des groupes motopropulseurs électriques hybrides, le passage aux véhicules électriques à batterie l’a prise quelque peu au dépourvu. Alors que ses concurrents ont conclu des contrats pour des minéraux essentiels et formé des coentreprises avec des fabricants de batteries (ou construit les leurs), Toyota a semblé prendre du retard.
Aujourd’hui, l’entreprise a publié une nouvelle feuille de route montrant comment elle retrouvera sa compétitivité et vendra 3,5 millions de véhicules électriques d’ici 2030.
Après quelques premières expériences avec des RAV4 convertis en électriques (y compris un partenariat avec Tesla), Toyota a finalement lancé un BEV moderne, le bZ4x. La voiture a connu un lancement difficile – un rappel pour chute de roues y entraînera – mais le test d’une semaine d’un bZ4x a dépassé nos faibles attentes. Un coup d’œil aux spécifications de la voiture montre clairement le problème de Toyota : il existe différents blocs-batteries pour les versions à moteur unique et à double moteur, fabriquées respectivement par Panasonic et CATL.
La lenteur du développement des BEV a coûté son poste au PDG Akio Toyoda plus tôt cette année, et il a été remplacé par l’ancien patron de Lexus, Koji Sato, qui a créé une nouvelle organisation au sein de Toyota appelée BEV Factory, qui a pour mission de développer des véhicules électriques de nouvelle génération pour Toyota en 2026.
« Nous aurons besoin de différentes options pour les batteries, tout comme nous avons différentes variantes de moteurs. Il est important de proposer des solutions de batteries compatibles avec une variété de modèles et de besoins des clients », a déclaré Takero Kato, président de BEV Factory.
Quatre solutions
À cette fin, Toyota travaille sur quatre solutions différentes. Trois d’entre eux utiliseront des électrolytes liquides et sont destinés à différentes applications.
Une batterie lithium-ion à électrolyte liquide axée sur les performances devrait être la première à apparaître en 2026. Toyota affirme viser un temps de charge rapide de 20 minutes et souhaite que ces cellules soient 20 % moins chères que les cellules utilisées dans le bZ4x. La société prévoit de l’utiliser dans un BEV capable de parcourir près de 800 km avec une seule charge.
Pour les véhicules à moindre coût, Toyota étudie les cellules au lithium fer phosphate, une chimie déjà extrêmement populaire en Chine et utilisée par Tesla. Toyota prévoit de les construire sous forme de batteries bipolaires, dans lesquelles les matériaux actifs de l’anode et de la cathode se trouvent de chaque côté d’un support d’électrode commun plutôt que d’avoir des électrodes séparées pour chacune. (Toyota utilise déjà cette approche pour les batteries nickel-hydrure métallique qu’elle utilise dans plusieurs de ses modèles hybrides.)
Les cellules LFP visent une réduction des coûts de 40 pour cent par rapport à la batterie bZ4x et une autonomie en plus de 20 pour cent. Les cellules LFP ne se chargent pas aussi rapidement, mais Toyota souhaite un temps de charge rapide de 10 à 80 % en courant continu de 30 minutes. Si cela se concrétise, l’entreprise attend ces cellules en 2026 ou 2027.
Une chimie lithium-ion haute performance est également en cours de développement, même si elle ne sera peut-être pas prête avant 2028. Toyota souhaite combiner sa structure d’électrode bipolaire avec un pourcentage élevé de nickel dans la cathode pour créer un pack avec une portée extrêmement longue, jusqu’à 621 milles (1 000 km). Mais il vise également une réduction des coûts de 10 % par rapport au pack axé sur les performances mentionné précédemment.
La quatrième technologie de batterie est celle dont Toyota a beaucoup parlé dans le passé : l’état solide. Les électrodes et les électrolytes d’une batterie à semi-conducteurs sont solides, ce qui signifie que la batterie peut être plus petite et plus légère qu’une cellule à électrodes liquides.
La technologie est alléchante, mais elle est troublée par la formation de dendrites, des pointes de cristaux de lithium qui peuvent se développer et percer la cathode. Toyota affirme avoir réalisé une avancée majeure en matière de durabilité des cellules lithium-ion à semi-conducteurs (sans savoir exactement quoi) qui lui a permis de passer à la production de masse de ces batteries, avec une utilisation commerciale prévue pour 2027 ou 2028.
Il est intéressant de noter que Toyota prévoyait à l’origine d’utiliser des cellules à semi-conducteurs uniquement dans ses hybrides, mais il semble avoir révisé cette idée et les intégrera aux BEV, avec une autonomie cible de plus de 600 miles et un temps de charge rapide de seulement 10 minutes. .
Piles plus plates
Une dernière note dans la stratégie de Toyota en matière de batteries est une note que beaucoup d’entre nous accueilleront favorablement. Toyota affirme qu’en plus de travailler sur ces quatre types de batteries différents, elle déploie également beaucoup d’efforts pour réduire la hauteur d’une batterie, de 5,9 pouces (150 mm) à 4,7 pouces (120 mm), voire 3,9 pouces (100 mm). mm) de hauteur.
Actuellement, l’épaisse batterie requise par un véhicule électrique signifie qu’elles sont beaucoup plus faciles à intégrer dans un crossover ou un SUV, mais avec une augmentation conséquente de la surface frontale et donc plus de traînée lors de la poussée dans les airs.