Toyota: dal 2027 la batteria allo stato solido capace di 1.500 km di autonomia

Al recente Toyota Technical Workshop, il costruttore giapponese ha annunciato tutta una serie di nuove tecnologie che supporteranno la sua trasformazione in una società dedita al comparto della mobilità ad ampio raggio. Il costruttore nipponico rimane quindi impegnato in quello che sembra essere un approccio impostato su molteplici ambiti quando si tratta di ragionare sulla sempre più diffusa prerogativa della neutralità carbonica. Ciò significa che Toyota stessa si impegnerà a produrre propulsori ottimizzati per ogni regione a seconda delle caratteristiche e disponibilità locali, anche in virtù delle differenti regolamentazioni presenti.

Sfruttando questo nuovo approccio, Toyota offrirà motori a combustione interna sempre più efficienti e nuovi propulsori elettrificati, questi ultimi che comprendono varianti ibride HEV, ibridi plug-in (PHEV), elettrici a batteria (BEV) e veicoli elettrici a celle a combustibile a idrogeno (FCEV). A seconda delle normative di ogni specifico Paese e della disponibilità dell’infrastruttura, il costruttore automobilistico disporrà di prodotti adeguati per ogni tipologia di cliente.

Per quanto riguarda i veicoli elettrici “puri”, in particolare, Toyota ha già annunciato l’istituzione di quella che adesso è nota come BEV Factory utile per accelerare lo sviluppo e il business dei veicoli elettrici. BEV Factory è considerato un “tutto in un unico team” che unifica funzioni e regioni al di là della struttura di una casa automobilistica, inclusa la sussidiaria Woven by Toyota per la gestione della tecnologia della mobilità e dei partner esterni.

La nuova generazione di elettriche a marchio Toyota arriverà a partire dal 2026

L’obiettivo di Toyota è quello di lanciare i suoi veicoli BEV di prossima generazione a livello globale nel 2026 e, entro il 2030, prevede che 1,7 milioni su 3,5 milioni di unità vendute complessivamente saranno fornite dalla nuova BEV Factory. Il recente evento che ha visto come protagonista proprio il costruttore nipponico descrive in dettaglio alcune delle nuove tecnologie che possono essere applicate a questi prossimi BEV di casa Toyota.

Al centro delle nuove elettriche del marchio ci saranno innanzitutto le batterie. Le batterie agli ioni di litio liquide, che sono attualmente il mainstream della produzione attuale, otterranno prestazioni migliorate in virtù di una migliore densità energetica delle batterie quadrate monopolari dotate di celle prismatiche unificate.

Secondo Toyota, i suoi futuri veicoli BEV di nuova generazione con questa “versione prestazionale” della batteria che sarà introdotta a partire dal 2026 sarà in grado di fornire un’autonomia complessiva nell’ordine dei 1.000 chilometri percorribili, non solo con una maggiore densità energetica, ma anche in virtù di un lavoro ulteriore su aerodinamica e riduzione del peso. Altri vantaggi positivi diffusi dal costruttore sono relativi ad una riduzione dei costi pari al 20% rispetto all’attuale bZ4X e la possibilità di passare da uno stato di carica (SoC) che porta la batteria dal 10% all’80% nel giro di soli 20 minuti o anche meno.

Inoltre, Toyota adotterà pure un design della batteria bipolare (a differenza di quello monopolare) derivato dagli HEV (come nel caos delle Toyota Prius C e Crown) per i BEV utile per espandere la gamma, dalle opzioni a basso costo a quelle ad alte prestazioni. Entrando più nel dettaglio, Toyota ha affermato che sta sviluppando batterie a basso costo per offrire ai clienti una varietà di scelte per soddisfare ogni tipologia di budget a disposizione. La batteria a struttura bipolare menzionata in precedenza utilizza come materiale, utile a contenere i costi complessivi, il fosfato di ferro e litio (LFP) e dovrebbe essere messa in pratica fra il 2026 e il 2027.

“Puntiamo a un aumento del 20% dell’autonomia disponibile, a una riduzione dei costi del 40% e a una ricarica rapida in 30 minuti o meno (10-80% SoC) rispetto all’attuale bZ4X e stiamo considerando di installarlo sulle BEV dotate di prezzi popolari”, ha ammesso il costruttore. Parallelamente a questa batteria destinata ad un “mercato di massa” nel 2027-2028 verrà anche introdotta una batteria ad alte prestazioni che combina una struttura bipolare con un catodo ad alto contenuto di nichel. Si dice che questa sia in grado di raggiungere prestazioni ancora maggiori rispetto a quelle della “versione ad alte prestazioni” della batteria quadrata, con un 10% in più in termini di autonomia, una riduzione dei costi del 10% e un tempo di ricarica rapido di 20 minuti o meno (10-80% SoC).

Spazio anche alle batterie a stato solido

Toyota sta anche lavorando sulla gestione di nuove batterie a stato solido, un prodotto che sta finalmente entrando nella fase di applicazione pratica per l’utilizzo sulle BEV del marchio. Sono attualmente in corso lavori per lo sviluppo relativo ad un metodo per la produzione di massa, con la commercializzazione prevista per il 2027-2028. I miglioramenti previsti sono un miglioramento del 20% in termini di autonomia complessiva rispetto alla “versione ad alte prestazioni” della batteria quadrata e un tempo di ricarica rapido di 10 minuti o meno (10-80% SoC). Tuttavia i costi sono attualmente “sotto esame”. Anche una specifica di livello superiore per le batterie a stato solido è in fase di ricerca e sviluppo, con l’obiettivo di migliorare del 50% l’autonomia rispetto alle batterie quadrate. La volontà del costruttore è quella di raggiungere percorrenze nell’ordine dei 1.500 chilometri percorribili con una singola ricarica.

In tal senso, le batterie a stato solido saranno il passo finale di una lunga serie di sviluppi sulle batterie da parte di Toyota. Anche altri aspetti di ogni veicolo BEV del marchio saranno migliorati per migliorarne anche l’attrattiva, a partire dal ridimensionamento dei componenti chiave dell’eAxle come il motore elettrico, il cambio e l’inverter utilizzando le conoscenze acquisite dallo sviluppo di HEV da BluE Nexus, Aisin, Denso e Toyota. Un eAxle più piccolo consentirà un imballaggio più efficiente per migliorare l’autonomia e consentire più spazio di carico a bordo.

Nel frattempo, gli inverter delle future BEV presenteranno semiconduttori in carburo di silicio (SiC) con il 50% in meno di perdita di potenza per un miglioramento del 10% dell’efficienza complessiva. Toyota sta inoltre lavorando con i suoi partner per sviluppare il wafer semiconduttore da otto pollici più grande del settore. L’approccio multi-percorso è anche legato alle piattaforme dei veicoli sviluppati da Toyota; in parole povere, il costruttore nipponico desidera ragionare su una soluzione di “taglia unica” in cui una piattaforma possa accettare una varietà di propulsori elettrificati. C’è già una prova di concept che prevede una Toyota Crown convertita in un veicolo BEV.

Non è solo la tecnologia dei veicoli che sta subendo una trasformazione in Toyota, poiché cambierà anche il modo in cui vengono prodotti. La carrozzeria del veicolo sarà costruita da tre componenti principali che utilizzano una nuova struttura modulare, pur essendo semplice e snella nella struttura. Inoltre, sarà modellato tramite giga casting per una significativa integrazione delle parti, che include la tecnologia per lo stampaggio integrato con pressofusione di alluminio di ciò che era realizzato con dozzine di parti in lamiera. Ciò riduce gli sprechi e il numero di processi per una produzione che risulterà essere ancora più efficiente.

Anche i nastri trasportatori tradizionali saranno un ricordo del passato nell’impianto di produzione di prossima generazione di Toyota, con la tecnologia in fase di sviluppo per consentire alle auto prodotte in serie in fase di assemblaggio di passare autonomamente al processo successivo. Ciò consente ai layout di fabbrica di essere più flessibili riducendo gli investimenti e i tempi di consegna per prepararsi alla produzione di massa, che potrebbe richiedere anche qualche anno.