Jakarta, Motoris – Toyota berencana menorehkan sejarah baru di industri mobil listrik berbasis baterai (battery electric vehicle/BEV) dengan merevolusi teknologi baterai, yang salah satunya melalui teknologi solid state. Ini akan membuat waktu pengecasan BEV Toyota sangat pendek, hanya 10-20 menit, tetapi daya jelajah bisa naik 200%.
Tak ayal lagi, inovasi ini bikin pemain BEV lain, seperti Tesla dan Hyundai ketar-ketir. Semua itu dibongkar Toyota di Lokakarya Teknis, awal Juni 2023.
Ada beberapa kemajuan dan target baterai BEV Toyota. Pertama, perkembangan terbaru baterai solid state, yang disebut-sebut sebagai pengubah permainan untuk BEV. Dengan baterai solid state, pengecasan mobil listrik berbasis baterai (battery electric vehicle/BEV) Toyota dari 10% ke 80% hanya 10 menit atau bisa kurang.
Selain itu, daya jelajah BEV dengan baterai solid state sangat jauh, bisa mencapai 1.200 km, bahkan bisa 1.500 km, berdasarkan CLTC Tiongkok, yang bisa saja terealisasi dalam versi produksi massal. Sebagai perbandingan, daya jelajah BZ4X hanya 650 km, dengan pengisian fast charging 30 menit, masih di bawah Supercharger Tesla 20 menit.
Selain itu, Toyota akan memperkenalkan generasi baru baterai BEV, terdiri atas versi performa dan popular. Baterai versi performa berbentuk prismatik, struktur monopolar, dan berjenis NCM, yang akan diproduksi tahun 2026. Dengan baterai ini, daya jelajah BEV Toyota bisa naik 200% dari BZ4X, dengan biaya 20% lebih murah, dan pengecasan 20 menit.
Sementara itu, baterai versi popular menggunakan struktur baru, bipolar, LFP, dan diproduksi 2026-2027. Daya jelajah naik 20% dari BZ4X, biaya turun 40%, dan pengecasan kurang dari 30 menit.
Terakhir, ada fbaterai fusion performance dan bipolar yang memakai struktur baru, bipolar, nikel series, daya jelajah naik 10%, biaya turun 10%, dan pengecasan kurang dari 20 menit. Demikian rangkuman dari laporan Green Car Reports, dikutip Senin (26/6/2023).
Sementara itu, merujuk Toyota Times, pada prinsipnya, semua baterai solid-state memiliki elektrolit padat, sehingga memungkinkan pergerakan ion yang lebih cepat dan toleransi yang lebih besar terhadap tegangan dan suhu tinggi. Diharapkan teknologi ini akan menghasilkan output daya yang lebih besar, jangkauan yang lebih panjang, dan waktu pengisian yang lebih singkat.
Sementara itu, pengorbanannya adalah masa pakai baterai yang lebih pendek. Sebab, elektrolit padat berulang kali mengembang dan mengempis saat baterai diisi dan dikosongkan, yang dapat menciptakan retakan yang menghambat pergerakan ion antara katoda dan anoda.
Pada lokakarya tersebut, Toyota mengumumkan teknologi yang baru ditemukan untuk mengatasi tantangan ini. Perusahaan sekarang akan fokus pada pengembangan metode produksi massal untuk mengatasi masalah biaya.
Toyota juga telah merevisi rencana sebelumnya yang ditetapkan pada tahun 2021 untuk mulai memperkenalkan baterai all solid state melalui HEV dan akan berusaha untuk mengkomersialisasi tahun 2027-2028.
Baterai versi performa sedang dikembangkan bersama Prime Planet Energy & Solutions, sedangkan baterai yang dipopulerkan, berkinerja tinggi, dan all-solid-state merupakan kerja sama dengan Toyota Industries Corporation. Upaya ini menyatukan keahlian dari seluruh Toyota Group dalam upaya menuju komersialisasi.
“Pengembangan baterai saja tidak menentukan kinerja BEV. Pertimbangan desain kendaraan seperti meminimalkan hambatan, meningkatkan regenerasi energi, dan manajemen energi dan panas secara keseluruhan juga harus ditangani secara bersamaan,” ujar Takero Kato, presiden pabrik BEV yang baru saja didirikan dan Mitsumasa Yamagata, dikutip dari Toyota Times Senin (26/6/2023).
Toyota, kata dia, telah mengatasi apa yang dianggap sebagai tantangan yang sulit dengan kemampuan teknologinya, termasuk Prius, yang kini identik dengan kendaraan hibrida dan kendaraan sel bahan bakar Mirai, yang membuka jalan bagi masa depan. Dengan menggunakan kekuatan teknologi untuk membawa pelanggan kami ke masa depan dan menghubungkan mobil dengan masyarakat, Toyota akan terus menciptakan masyarakat masa depan.
Berbicara di depan umum untuk kali pertama sejak peluncuran Pabrik BEV di bulan Mei, Presiden Kato bersumpah untuk mengubah masa depan melalui BEV dengan mentransformasi mobil, manufaktur, dan caranya bekerja, sehingga berkontribusi pada kesuksesan Toyota di masa depan.
Pada lokakarya tersebut, Kato mengindikasikan bahwa BEV generasi berikutnya dari unitnya akan kali pertama memasuki pasar pada tahun 2026. Dari total target penjualan BEV Toyota sebanyak 3,5 juta unit tahun 2030, sebanyak 1,7 juta untuk merupakan model generasi berikutnya.
Fokus unit Kato adalah kendaraan dengan semua aspek yang dioptimalkan untuk BEV, mulai dari baterai dan platform hingga metode produksi. Kemudian, memaksimalkan penggunaan baterai dan meningkatkan efisiensi akan meningkatkan daya jelajah hingga 1.000 km. Model yang menggabungkan kinerja dan desain yang mendebarkan juga akan dirilis di bawah merek Lexus.
Toyota juga meluncurkan dua baterai lithium-ion generasi berikutnya yang akan digunakan perusahaan di BEV generasi berikutnya, yakni versi performa dan versi popularisasi.
Versi performa akan menggandakan daya jelajah baterai konvensional menjadi 1.000 km dengan meningkatkan kepadatan energi dan meningkatkan efisiensi kendaraan melalui aerodinamika dan faktor lainnya. Pada saat yang sama, Toyota juga bertujuan untuk mengurangi biaya hingga 20% dan menawarkan waktu pengisian daya yang cepat, yaitu 20 menit atau kurang.
Sementara itu, versi popularisasi mengadaptasi struktur bipolar yang digunakan pada baterai hidrida nikel-logam hibrida (HEV). Meskipun meningkatkan daya jelajah hingga 20% dibandingkan baterai konvensional dan menjaga waktu pengisian daya yang cepat di bawah 30 menit, versi ini diharapkan dapat memangkas biaya hingga 40% berkat jumlah komponen yang lebih sedikit atau seperempat hingga seperlima dari jumlah saat ini.
Adapun versi performa tinggi kemudian akan mengambil aspek terbaik dari kedua baterai generasi berikutnya, menggabungkan struktur bipolar dengan katoda nikel tinggi. Dengan melakukan hal tersebut, diharapkan dapat memberikan dorongan lebih lanjut sebesar 10% pada daya jelajah versi performa dan mengurangi biaya sebesar 10% sekaligus menjaga pengisian ulang yang cepat dalam waktu 20 menit atau kurang.
Sesuai dengan produsen yang memiliki jajaran lengkap seperti Toyota, perusahaan ini mengembangkan berbagai pilihan baterai yang dapat merespons kebutuhan pelanggan secara fleksibel.
Desain Kendaraan
Salah satu aspek desain kendaraan yang diperkenalkan oleh Presiden Kato adalah teknologi aerodinamis. Toyota bekerja sama dengan Divisi Sistem Luar Angkasa Mitsubishi Heavy Industries untuk menerapkan teknologi roket hipersonik pada mobil.
Toyota sedang mempelajari teknologi yang melindungi roket dari panas yang disebabkan oleh gesekan dan kompresi udara dan mencari cara untuk mentransfer pengetahuan tersebut ke rentang kecepatan mobil.
Hambatan dapat dikurangi dengan mengontrol titik-titik kontak dengan aliran udara, misalnya, melalui perawatan permukaan bodi.
Toyota berharap dapat mengurangi koefisien hambatan (Cd) menjadi sekitar sepersepuluh dari koefisien hambatan bodi mobil yang ada saat ini (0,20).
Hebatnya, pengurangan ini tidak dibatasi oleh bentuk mobil atau apakah bahannya baja atau aluminium, sehingga memungkinkan desain yang bergaya dan aerodinamis. Begitulah potensi teknologi ini. Pengembangan sedang berlangsung, dengan target rilis komersial dalam tiga tahun.
Biaya Produksi Turun
Seperti yang dijelaskan oleh Presiden Kato, kemajuan produk yang diwujudkan oleh BEV generasi mendatang akan ditopang oleh kemajuan monozukuri (manufaktur).
“Masa depan monozukuri adalah tentang membagi dua BEV menjadi dua. Struktur modular dan jalur perakitan swakemudi akan mengurangi separuh proses produksi dan investasi pabrik. Selain itu, kami dapat mengurangi separuh waktu persiapan produksi melalui potensi kembaran digital,” tegas dia,
BEV generasi berikutnya dari Toyota akan dibangun di atas struktur modular baru di mana bodi mobil dibagi menjadi tiga bagian: depan, tengah, dan belakang. Dari jumlah tersebut, hanya bagian tengah yang akan menjadi tempat baterai. Dengan bagian depan dan belakang yang tidak terpengaruh, kemajuan baterai dapat dengan cepat dimasukkan ke dalam kendaraan.
Salah satu teknologi produksi yang memungkinkan struktur modular ini dikenal sebagai giga casting. Saat ini, bagian belakang bZ4X dibuat dengan 86 bagian lembaran logam dan 33 proses pengepresan. Menggunakan cetakan terintegrasi dengan aluminium die-casting dapat mengurangi ini menjadi satu bagian yang dibuat dengan satu proses.
Pendekatan ini berupaya mengurangi biaya dan bobot di bawah model konvensional serta meningkatkan produktivitas, dengan memanfaatkan salah satu kekuatan perusahaan, Toyota Production System (TPS).
Teknologi lain yang dipresentasikan adalah “jalur perakitan swakemudi,” di mana mobil yang sedang dirakit bergerak di antara proses-prosesnya sendiri.
Perkembangan Hidrogen
Di kesempatan itu, Toyota juga memberikan informasi terbaru secara berkala tentang upaya hidrogen. Pada lokakarya tersebut, Presiden Pabrik Hidrogen Yamagata Takero Kato menekankan pendekatan terkoordinasi untuk komersialisasi, yang mencakup segala hal mulai dari pengembangan dan produksi hingga penjualan. “Kami akan mengejar volume yang cukup untuk menawarkan produk yang terjangkau,” kata dia.
Presiden Yamagata juga mengindikasikan bahwa Toyota telah menerima penawaran untuk sel bahan bakar senilai 100 ribu kendaraan pada tahun 2030 dan mempresentasikan visi untuk memperluas pasar melalui kendaraan komersial. Sayangnya, unit sel bahan bakar hidrogen, dan hidrogen itu sendiri, masih mahal.
Untuk mempromosikan adopsi hidrogen yang lebih luas, ruang pameran acara ini menampilkan sistem sel bahan bakar (FC) generasi berikutnya yang menawarkan peningkatan performa berkendara dan penghematan bahan bakar untuk kendaraan komersial, di samping inisiatif untuk mengurangi biaya produksi tangki onboard. Teknologi untuk memproduksi hidrogen juga dijelaskan. (gbr)
Discussion about this post