Toyota sedang mengembangkan baterai solid-state untuk EV dengan jarak tempuh hingga 745 mil
(topspeed.com)- Toyota sedang mengembangkan baterai solid-state untuk EV yang menargetkan jarak tempuh 745 mil (sekitar 1.200 km) dan pengisian 10 menit; jika terwujud, ini dapat sangat mengurangi beban pengisian pada EV jarak jauh
- Struktur ini menggunakan elektrolit padat alih-alih elektrolit cair atau berbentuk pasta, sehingga dapat menyimpan lebih banyak listrik dalam ukuran yang sama dan menarik perhatian sebagai kandidat baterai mobil listrik
- Baterai solid-state masih memiliki keterbatasan seperti performa di cuaca dingin, degradasi setelah pengisian dan pengosongan berulang, serta biaya tinggi, tetapi Toyota menonjolkan kemungkinan telah memecahkan masalah jarak tempuh dan bobot baterai
- Kendaraan pertama yang akan mengadopsinya diperkirakan bukan mobil listrik murni, melainkan kendaraan hibrida, dan waktu kesiapan penjualannya disebutkan pada 2027 atau 2028
- Dibandingkan 103 mil pada RAV4 listrik tahun 2012~2014 dan sekitar 250 mil pada bZ4x, baterai solid-state ini bisa menjadi titik balik yang mengubah strategi elektrifikasi Toyota
Apa yang ingin diubah oleh baterai solid-state 745 mil
- Toyota diketahui diam-diam menyiapkan terobosan baterai EV di divisi riset dan pengembangan, alih-alih banyak mempromosikannya ke luar
- Baterai solid-state yang sedang dikembangkan menargetkan jarak tempuh 745 mil dan waktu pengisian 10 menit
- Dalam sistem metrik, itu setara dengan sekitar 1.200 km jarak tempuh
- Waktu pengisian disebutkan 10 menit
- Jika angka ini terwujud, EV produksi massal pun bisa memiliki kemampuan perjalanan jarak jauh yang mendekati kendaraan bermesin dengan tangki bahan bakar
- Dampaknya diharapkan dapat mengurangi beban harus sering berhenti untuk mengisi daya saat perjalanan keluarga jarak jauh
Keunggulan baterai solid-state dan kelemahan yang masih tersisa
- Baterai solid-state menyimpan muatan dalam elektrolit padat
- Baterai umum lainnya menggunakan elektrolit cair atau berbentuk pasta
- Saat ini baterai solid-state umum digunakan pada perangkat kecil dengan kebutuhan daya rendah seperti alat pacu jantung dan RFID
- Berkat kepadatan energi yang tinggi, baterai ini dapat menyimpan lebih banyak listrik dibanding baterai lain dengan ukuran yang sama, sehingga dianggap cocok untuk kendaraan listrik
- Namun masih ada alasan mengapa baterai ini sulit digunakan secara luas pada mobil dan perangkat konsumen besar
- Performanya buruk di cuaca dingin
- Cenderung cepat melemah setelah pengisian dan pengosongan berulang
- Biayanya sangat tinggi
- Karena keterbatasan ini, baterai tersebut belum meluas ke laptop, smartphone, dan mobil secara umum
- Dengan meluasnya EV, profitabilitas riset baterai kini lebih besar dibanding 10 tahun lalu, dan para peneliti fokus menyelesaikan kelemahan baterai solid-state
- Toyota disebut sebagai perusahaan pertama yang menyatakan kemungkinan telah menyelesaikan masalah jarak tempuh dan bobot baterai
Hubungannya dengan strategi mobil hidrogen
- Toyota adalah perusahaan yang lebih kuat berfokus pada mobil hidrogen dibanding banyak produsen mobil lain
- Toyota Mirai telah menjadi model representatif de facto untuk mobil hidrogen
- Bentuknya mendekati sedan biasa
- Dirancang agar memberi kesan yang dekat dengan Camry
- Meski menempatkan sel bahan bakar hidrogen ke mobil yang tampak biasa, hambatan terbesar penjualannya adalah infrastruktur pengisian
- Toyota juga baru-baru ini mengumumkan versi hidrogen Crown yang hanya akan dijual di Jepang
- Di sektor truk komersial pun, Toyota sangat mendorong pemanfaatan hidrogen
- Sebelumnya Toyota tampak lebih memandang hidrogen unggul dibanding baterai, tetapi pengembangan baterai solid-state lebih dekat ke pendekatan yang menangani baterai dan hidrogen sekaligus
- Dalam promosi mobil hidrogen oleh perusahaan otomotif, sering muncul pesan bahwa satu jenis bahan bakar tidak akan menyelesaikan krisis energi, dan sel bahan bakar hidrogen hanyalah satu bagian dari teka-teki
Rekam jejak EV Toyota yang berhati-hati
- Latar belakang kehati-hatian Toyota dalam memperkenalkan battery EV ke lini produknya saat ini berkaitan dengan hasil model RAV4 listrik sebelumnya
- RAV4 listrik dijual dari 2012 hingga 2014, dengan jarak tempuh 103 mil
- Masalah utamanya bukan cacat mekanis serius, tetapi jarak tempuhnya dinilai terlalu pendek bahkan untuk kebutuhan komuter
- Setelah itu, pada 2022 Toyota meluncurkan SUV crossover bZ4x
- Jarak tempuh bZ4x berbeda menurut trim, dan berada di kisaran 250 mil
- Saat ini model tersebut dipandang berada di level yang mirip dengan banyak EV lain
- Karena langkah EV yang hati-hati ini, fakta bahwa Toyota kini secara terbuka menonjolkan penyelesaian masalah jarak tempuh baterai tampak sebagai perubahan yang mengejutkan
Cara peluncuran dan urutan penerapan
- Toyota tidak langsung memasukkan BEV jarak jauh ke produksi
- Kendaraan pertama yang akan menggunakannya diperkirakan bukan mobil listrik murni, melainkan hibrida
- Toyota menyatakan baterai ini akan siap dijual pada 2027 atau 2028
- Pendekatan memulai dari hibrida dapat berperan sebagai penyangga dari sisi keandalan
- Bahkan jika baterai tidak tahan terhadap kerasnya penggunaan harian, masih ada cadangan mesin pembakaran internal
- Bahkan dalam kasus itu pun, mobil tersebut tetap bisa menawarkan jarak tempuh yang lebih baik daripada RAV4 listrik 2012
- Toyota juga punya riwayat memasukkan powertrain baru ke kendaraan praktis
- Prius adalah kendaraan komuter praktis yang memperkenalkan mobil hibrida ke publik
- Toyota Previa adalah minivan mid-engine, dengan kisah bahwa untuk mengganti oli, kursi depan harus dilepas dan palka lantai dibuka
Maknanya dalam peta persaingan EV
- Janji baterai solid-state Toyota adalah angka yang sangat kuat menurut standar pasar EV saat ini
- Bahkan Tesla dibandingkan belum mampu memproduksi kendaraan dengan jarak tempuh setara mobil bermesin 4-silinder segaris dan tangki bahan bakar penuh
- Pengisian 10 menit dan kemungkinan melaju dari Chicago ke Philadelphia tanpa pengisian di tengah jalan juga ditekankan bersama-sama
- Jika Toyota menepati janjinya sendiri, perusahaan ini bisa berada pada posisi untuk melampaui para pemain papan atas di pasar EV saat ini
1 komentar
Pendapat di Hacker News
Untuk baterai, tidak cukup hanya sangat ringan, dibuat dari bahan yang umum, atau tahan 10 ribu siklus; baterai harus bagus di banyak aspek dan setidaknya lumayan di sebagian besar kriteria
Misalnya, kapasitas per dolar, kapasitas per kg, kapasitas per liter, kecepatan pengisian dan pengosongan, rugi daya saat charge/discharge, risiko terbakar, ketersediaan bahan serta alat dan teknologi manufaktur, ketahanan terhadap stres mekanis seperti getaran, degradasi per siklus, degradasi saat disimpan pada status pengisian tinggi/rendah, penurunan performa pada suhu tinggi/rendah, kemampuan didaur ulang di akhir masa pakai, semuanya penting
Jika salah satu saja cukup buruk, kandidat itu bisa sepenuhnya gugur sebagai baterai mobil listrik; misalnya, daya tahan mekanis yang buruk saja membuatnya tidak layak sejak awal untuk kendaraan, meski mungkin bagus untuk penyimpanan stasioner
Kalau orang non-ahli saja bisa membuat daftar sepanjang ini setelah berpikir beberapa menit, saat membayangkan baterai masa depan kita perlu memahami betapa baterai berbasis litium saat ini mampu bertahan baik di begitu banyak area
Selain itu, hal-hal seperti penyimpanan pada status pengisian rendah/tinggi atau performa suhu tinggi/rendah sekarang dikelola oleh BMS, dan model yang tidak punya fitur seperti itu sudah tidak kompetitif. Itu karena densitas energi sudah cukup meningkat sehingga sebagian kapasitas bisa disisihkan untuk tujuan tersebut
Pertanyaan yang lebih penting adalah apakah ada proses untuk memproduksi baterai ini dalam skala besar, dan pada akhirnya nasib teknologi baterai baru ditentukan di sana
Apakah perlu akses udara, atau perlu membuang gas, juga penting. Meski bukan hidrogen, itu sendiri menimbulkan berbagai masalah
Perlu juga dilihat seberapa besar performa turun ketika hanya sebagian rentang charge/discharge yang dipakai berulang-ulang; ini mengingatkan pada efek memori baterai NiCad lama
Limbah, OSHA, bahan berbahaya, serta isu lingkungan dan keselamatan juga berlaku di seluruh rantai, dari tambang bahan baku sampai pembuangan akhir. Termasuk kebakaran atau banjir di fasilitas dengan banyak baterai, kecelakaan kendaraan, hingga kasus baterai dibiarkan di lumbung
Bagus bahwa yang ditulis bukan “harga saat ini” melainkan “seberapa bisa diamankan”, karena itu mencakup masalah rantai pasok nyata secara jauh lebih luas
Saya juga ingat EEStor, klaim terobosan baterai dari generasi sebelumnya: https://en.m.wikipedia.org/wiki/EEStor
[0] https://www.forbes.com/sites/bertelschmitt/2017/07/25/ultraf...
Sekarang sudah 6 tahun, tetapi rasanya itu bukan keterlambatan yang begitu besar
Pengabaian Toyota terhadap mobil listrik sepertinya pada akhirnya akan berujung seperti Kodak atau BlackBerry
Baterai terobosan seperti ini tidak mutlak diperlukan; baterai saat ini juga bekerja dengan baik. Hari ini saya mengemudi 1200 km dengan Tesla. Yang dibutuhkan adalah mengembangkan dan menjual mobil listrik
Toyota punya hybrid pertama, dan Prius begitu bagus sampai saya memakainya selama 10 tahun. Mereka juga membuat plug-in hybrid dan dulu menjadi pemimpin, jadi menyedihkan melihat sekarang mereka tampak hampir paling belakang dalam persaingan mobil listrik
Mereka juga mendirikan anak perusahaan untuk kendaraan otonom, dengan sekitar 1000 karyawan [2]
Mereka juga sudah merilis mobil listrik seperti bZ3, bZ4x, dan Lexus RZ
Teknologi baterai saat ini adalah alasan besar banyak orang belum beralih ke mobil listrik. Orang-orang di sekitar saya terus khawatir soal waktu pengisian dan rute Supercharger saat perjalanan jauh
Jika jarak tempuh sepanjang itu bisa diisi dalam 10 menit, rasanya mereka akan mudah beralih ke mobil listrik
Setelah terjual, mobil bermesin pembakaran internal menghasilkan beberapa sumber pendapatan seperti ganti oli rutin, penggantian rem, dan masalah mesin. Mobil listrik hampir tidak memiliki pendapatan berkelanjutan seperti ini, sehingga nilai jangka panjang Toyota sangat berkurang
Mobil hidrogen hampir sama dengan mobil bermesin pembakaran internal. Ada fuel cell besar, panas, dan rumit di bagian depan, membutuhkan perawatan kelas atas secara berkelanjutan, serta memerlukan stasiun pengisian hidrogen yang kompleks. Jika tidak ada baterai, rem juga akan aus sesuai jadwal. Selain CO2, ia memberikan semua hal yang diberikan mobil bermesin pembakaran internal
Tidak mengherankan kalau Toyota terlalu lama memandangi masa depan itu, dan sekarang tertinggal jauh karena baru belakangan mencoba mengejar
Untuk perusahaan raksasa seperti Toyota, bisa saja ada puluhan model yang sedang disiapkan untuk diluncurkan
Lagi pula, kalau katanya mobil listrik 745 mil akan segera keluar, siapa yang mau membeli mobil listrik 300 mil?
Bisa jadi laju pengosongan maksimum baterai ini terlalu rendah, sehingga untuk menghasilkan daya sesaat yang dibutuhkan motor listrik diperlukan paket baterai yang terlalu besar
Saya percaya pada kualitas manufaktur Toyota, tetapi sepertinya kendaraan saya saat ini harus diganti sebelum Toyota menghadirkan model khusus mobil listrik produksi massal yang sudah teruji ke pasar. Mereka terlalu lama menunggu
Hal itu juga ada pada 2014: https://www.autonews.com/article/20140127/OEM06/301279980/to...
Ada dua metrik penting bagi Toyota: seberapa cepat mereka bisa menjalankan produksi baterai berapa GWh per tahun, dan berapa biaya $/kWh baterai itu
Toyota harus memindahkan produksi jutaan mobil bermesin pembakaran internal/hibrida ke mobil listrik murni, sehingga dibutuhkan skala ratusan GWh
Toyota dikenal dengan mobil massal yang terjangkau, dan pada mobil listrik baterai adalah komponen yang jauh paling mahal. Lebih masuk akal melihat baterai natrium-ion yang murah daripada solid-state yang mewah
Toyota terlambat masuk pasar, dan sejauh ini hanya punya beberapa mobil konsep serta beberapa model yang produksinya diserahkan ke BYD. Investasi kapasitas produksi sudah dimulai, tetapi sepertinya butuh beberapa tahun lagi untuk menunjukkan hasil
Pabrikan Asia seperti BYD, Nio, dan VinFast sudah membuat jutaan mobil listrik, sementara Tesla sudah menjadi kategori tersendiri yang unggul dalam profitabilitas dan biaya produksi. Stellantis, Ford, dan GM juga ikut terjun, tetapi menunjukkan bahwa transisi ini sulit serta membutuhkan banyak pembelajaran dan penemuan ulang
Untuk mengejar, Toyota membutuhkan lebih dari sekadar baterai ajaib
Sepertinya truk seperti Tacoma atau 4Runner akan laku keras kalau diberi powertrain plug-in hybrid
Saat ini, memproduksi mobil listrik murah secara massal secara realistis tidak mungkin
Sebagai orang Jerman, saya frustrasi karena industri otomotif Jerman terlalu penakut, konservatif, dan lambat
Namun bagian di bawah yang mengatakan “Toyota mengklaim akan siap dijual pada 2027 atau 2028” agak membuat antusiasme turun
Sulit dipercaya bahwa memasang baterai dan motor listrik pada mobil yang sama menambah biaya 16.000 euro
Penggunaan pengisi daya di apartemen atau tempat kerja juga bisa dibagi dengan cara seperti stiker akses berdasarkan hari
Dengan begitu, dalam perjalanan jauh saya tidak perlu berhenti lebih sering daripada mobil bermesin pembakaran internal, dan kekhawatiran bahwa jarak tempuh berkurang besar karena dingin, kecepatan, atau ketinggian juga berkurang
Meski begitu, pabrikan Jerman seperti Mercedes-Benz juga bekerja sama dengan produsen sel solid-state: https://group.mercedes-benz.com/company/news/220127-prologiu...
Sebagai referensi, dua reaktor baru di PLTN Vogtle masing-masing berkapasitas 1100 MW
Saya penasaran orang-orang mengharapkan daya pengisian itu datang dari mana
Beban puncak tidak datang langsung dari jaringan listrik. Masalahnya daya seperti itu relatif mahal, dan cara tersebut lebih mirip pilihan terakhir
Sebaliknya, lebih baik menaruh baterai besar di lokasi agar bisa memasok daya dengan cepat, sekaligus menyerap tenaga surya di sekitar atau listrik murah tengah malam. Banyak pengisi daya cepat sebenarnya sudah bekerja seperti itu
Baterai yang lebih besar bukan berarti orang akan lebih banyak mengemudi atau memakai lebih banyak kWh. Artinya, interval pengisian daya bisa dibuat lebih panjang, dan penggunaan charger cepat berkurang
Dengan baterai sebesar itu, kebanyakan orang jarang menempuh jarak sejauh itu dalam sehari, jadi baterainya hampir tidak akan habis. Kalau memang ada beberapa hari seperti itu, tinggal berhenti untuk beristirahat
Bahkan pada mobil listrik dengan baterai yang lebih kecil, kebanyakan orang sudah lebih mengandalkan pengisian lambat semalaman daripada pengisian cepat. Dengan baterai sebesar ini, mungkin tidak perlu memakai pengisian cepat sama sekali
Namun jika dilihat dari total volume listrik, angkanya tidak sebesar itu. Berdasarkan negara saya, ketika jarak tempuh tahunan kendaraan dikonversi ke kWh memakai efisiensi rata-rata mobil listrik, hasilnya sekitar kenaikan konsumsi listrik 11%
Negara lain bisa berbeda dan memang dibutuhkan listrik yang lebih banyak dan lebih bersih, tetapi kenaikan 11% bukan masalah yang tak bisa diatasi
Kalau maksudnya “bagaimana mengirim listrik sebesar itu sampai ke lokasi”, kereta listrik memakai daya seperti itu sehari-hari. Ratusan trem di kota kami masing-masing memakai lebih dari 700 kW, dan lokomotif listrik biasanya memakai sekitar 5 MW. Jaringan listrik sudah tahu cara menangani hal seperti itu
Orang mungkin melakukan perjalanan jauh sekali setahun, tetapi pengemudi rata-rata menempuh kurang dari 40 mil sehari
Pengisian normal pada malam hari, yang merupakan sebagian besar konsumsi listrik mobil listrik, justru bermanfaat bagi jaringan karena meratakan permintaan. Jika ada orang yang mau membeli listrik saat beban sangat rendah pukul 2 dini hari, biaya marginal per kWh menjadi rendah
Selain efisiensi pengisian cepat yang sedikit lebih rendah, total penggunaan listriknya sama seperti saat mengisi lebih lambat
Sebagian bus listrik sudah melakukan pengisian cepat tingkat megawatt selama beberapa menit di terminal saat penumpang turun dan naik
Dengan kepadatan yang mirip dan harga sekitar 50 euro per kWh, ini lebih menguntungkan dibanding ion litium yang lebih dari 100 dolar atau LiFePO4 yang 130 dolar
Baterai generasi berikutnya dari para pesaing sudah mulai masuk pasar, dan tahun depan diperkirakan akan ada ion litium baru berkapasitas dua kali lipat yang menandingi baterai yang disebut Toyota. Kemungkinan CATL berbohong tampaknya kecil
Toyota sudah hanya bicara sejak 2017 dan belum menunjukkan apa pun, sedangkan CATL sudah memublikasikan teknologinya
Tampaknya tahun ini akhirnya menjadi tahun ketika janji teknologi baterai baru menjadi kenyataan lewat produksi massal
Rasanya bukan berarti Toyota begitu hebat sampai tidak peduli ketika perusahaan lain merebut pasar