- Toyota développe une batterie solide pour VE visant 745 miles (environ 1 200 km) d’autonomie et une recharge en 10 minutes ; si cela se concrétise, elle pourrait réduire fortement la contrainte de recharge des VE longue distance
- Sa structure utilise un électrolyte solide au lieu d’un électrolyte liquide ou pâteux, ce qui permet de stocker davantage d’électricité à taille égale et en fait une candidate remarquée pour les batteries de voitures électriques
- Les batteries solides conservent des limites, comme les performances par temps froid, la dégradation après des cycles répétés de charge et décharge, et des coûts élevés, mais Toyota met en avant la possibilité d’avoir résolu les problèmes d’autonomie et de poids de la batterie
- Le premier cas d’usage devrait être non pas un véhicule 100 % électrique, mais un véhicule hybride, avec une commercialisation annoncée pour 2027 ou 2028
- Comparée aux 103 miles du RAV4 électrique de 2012-2014 et aux quelque 250 miles du bZ4x, cette batterie solide pourrait marquer un tournant dans la stratégie d’électrification de Toyota
Ce que la batterie solide de 745 miles veut changer
- Toyota aurait préparé discrètement une percée dans les batteries pour VE au sein de sa R&D, plutôt que par une communication publique très visible
- La batterie solide en développement vise 745 miles d’autonomie et un temps de recharge de 10 minutes
- En système métrique, cela représente environ 1 200 km d’autonomie
- Le temps de recharge annoncé est de 10 minutes
- Si ces chiffres se concrétisent, les VE produits en grande série pourraient offrir des capacités de long trajet proches de celles des véhicules dotés d’un moteur et d’un réservoir de carburant
- On peut s’attendre à une réduction de la contrainte liée aux arrêts fréquents pour recharger lors de longs voyages en famille
Les atouts des batteries solides et leurs faiblesses persistantes
- Une batterie solide stocke la charge dans un électrolyte solide
- La plupart des autres batteries utilisent un électrolyte liquide ou pâteux
- Aujourd’hui, les batteries solides sont couramment utilisées dans de petits appareils à faibles besoins énergétiques, comme les pacemakers ou les dispositifs RFID
- Grâce à leur forte densité énergétique, elles peuvent stocker davantage d’électricité que d’autres batteries de même taille, ce qui en fait des candidates adaptées aux voitures électriques
- Plusieurs raisons ont jusqu’ici freiné leur adoption large dans l’automobile et les grands appareils grand public
- Leurs performances sont médiocres par temps froid
- Elles ont tendance à s’affaiblir rapidement après des cycles répétés de charge et de décharge
- Leur coût est particulièrement élevé
- Ces contraintes ont empêché leur diffusion à grande échelle dans les ordinateurs portables, les smartphones et l’automobile en général
- Avec l’essor des VE, la recherche sur les batteries est devenue plus rentable qu’il y a dix ans, et les chercheurs se concentrent sur la résolution des faiblesses des batteries solides
- Toyota est citée comme la première entreprise à déclarer avoir peut-être résolu les problèmes d’autonomie et de poids de la batterie
Le lien avec la stratégie hydrogène
- Toyota est un constructeur qui s’est davantage concentré sur les voitures à hydrogène que les autres
- La Toyota Mirai s’est imposée comme le modèle emblématique de fait des voitures à hydrogène
- Elle ressemble à une berline ordinaire
- Elle a été conçue pour donner une impression proche de la Camry
- Elle intègre une pile à combustible à hydrogène dans une voiture classique, mais le principal obstacle aux ventes reste l’infrastructure de ravitaillement
- Toyota a également annoncé récemment une version hydrogène de la Crown, qui ne sera vendue qu’au Japon
- Dans le domaine des camions commerciaux, l’entreprise pousse aussi fortement l’usage de l’hydrogène
- Auparavant, Toyota semblait accorder un avantage plus marqué à l’hydrogène qu’aux batteries, mais le développement de batteries solides relève plutôt d’une approche combinant batteries et hydrogène
- Dans la communication des constructeurs autour des voitures à hydrogène, on retrouve souvent le message selon lequel aucun carburant unique ne résoudra la crise énergétique et que la pile à combustible à hydrogène n’est qu’une pièce du puzzle
Un historique prudent de Toyota dans les VE
- L’introduction prudente des VE à batterie dans la gamme actuelle de Toyota s’explique notamment par les résultats du précédent RAV4 électrique
- Le RAV4 électrique a été vendu de 2012 à 2014 et affichait 103 miles d’autonomie
- Les défauts mécaniques graves n’étaient pas le problème central, mais son autonomie était jugée courte même pour les trajets domicile-travail
- Toyota a ensuite lancé en 2022 le SUV crossover bZ4x
- L’autonomie du bZ4x varie selon la finition et se situe autour de 250 miles
- Elle est considérée comme comparable à celle de nombreux VE actuels
- Compte tenu de cette approche prudente des VE, le fait que Toyota mette désormais en avant la résolution du problème d’autonomie des batteries apparaît comme un changement inattendu
Mode de lancement et ordre d’application
- Toyota ne lancera pas directement en production un BEV longue distance
- Le premier véhicule équipé devrait être non pas un modèle 100 % électrique, mais un hybride
- Toyota affirme que cette batterie sera prête à la vente en 2027 ou 2028
- Commencer par l’hybride peut jouer un rôle de tampon en matière de fiabilité
- Même si la batterie ne supporte pas les sollicitations de la conduite quotidienne, le moteur thermique reste disponible en secours
- Même dans ce cas, elle pourrait offrir une meilleure autonomie que le RAV4 électrique de 2012
- Toyota a déjà intégré de nouveaux groupes motopropulseurs dans des véhicules pratiques par le passé
- La Prius est un véhicule de trajet quotidien pratique qui a fait découvrir les hybrides au grand public
- La Toyota Previa est un monospace à moteur central, associé à l’exemple selon lequel il fallait retirer les sièges avant et ouvrir une trappe de plancher pour faire la vidange
Ce que cela signifie dans la concurrence des VE
- La promesse de Toyota en matière de batterie solide affiche des chiffres très forts au regard du marché actuel des VE
- À titre de comparaison, Tesla ne produirait toujours pas de véhicule offrant la même autonomie qu’une voiture dotée d’un moteur quatre cylindres en ligne et d’un réservoir plein
- La recharge en 10 minutes et la possibilité de rouler de Chicago à Philadelphie sans recharge intermédiaire sont également mises en avant
- Si Toyota tient sa promesse, l’entreprise pourrait se placer en position de dépasser les acteurs qui se disputent aujourd’hui le haut du marché des VE
1 commentaires
Commentaires Hacker News
Il ne suffit pas qu’une batterie soit extrêmement légère, fabriquée à partir de matériaux courants, ou qu’elle tienne 100 cycles ; elle doit être bonne sur plusieurs plans, et au moins correcte sur la plupart des critères
Par exemple, la capacité par dollar, la capacité par kg, la capacité par litre, la vitesse de charge/décharge, les pertes à la charge et à la décharge, le risque d’incendie, la disponibilité des matériaux ainsi que des outils et techniques de fabrication, la résistance aux contraintes mécaniques comme les vibrations, la dégradation à chaque cycle, la dégradation en stockage à niveau de charge élevé/faible, la baisse de performance à haute/basse température, la recyclabilité en fin de vie, etc., comptent tous
Si un seul de ces points est suffisamment mauvais, la batterie peut être totalement éliminée comme candidate pour une batterie de véhicule électrique ; par exemple, si sa durabilité mécanique est mauvaise, elle ne pourra même pas être envisagée pour l’automobile, tout en pouvant convenir au stockage stationnaire
Même quelqu’un de non spécialiste peut dresser cette liste en y réfléchissant quelques minutes ; il faut donc comprendre, quand on imagine la batterie du futur, à quel point les batteries au lithium actuelles tiennent bien sur un grand nombre de plans
Et des critères comme le stockage à faible/fort niveau de charge ou les performances à haute/basse température sont désormais gérés par le BMS ; les modèles qui n’ont pas ce genre de fonctions ne sont déjà plus compétitifs. La densité énergétique a suffisamment progressé pour qu’on puisse réserver une partie de la capacité à cet usage
La vraie question, plus importante, est de savoir s’il existe un procédé de fabrication à grande échelle pour cette batterie, et c’est finalement là que se joue le succès ou l’échec des nouvelles technologies de batterie
Le besoin d’un accès à l’air, ou d’évacuer des gaz, compte aussi. Même sans hydrogène, cela pose à lui seul plusieurs problèmes
Il faut aussi voir à quel point les performances baissent quand on n’utilise de manière répétée qu’une partie de la plage de charge/décharge ; ça rappelle l’effet mémoire des anciennes batteries NiCad
Les déchets, l’OSHA, les matières dangereuses, ainsi que les enjeux environnementaux et de sécurité entrent aussi en jeu sur tout le cycle, depuis les mines de matières premières jusqu’à l’élimination finale. Cela inclut les incendies et inondations dans les installations remplies de batteries, les accidents de véhicules, ou encore les batteries abandonnées dans une grange
J’aime bien qu’il ait écrit non pas « prix actuel », mais « dans quelle mesure on peut s’en procurer », car cela couvre bien plus largement les vrais problèmes de chaîne d’approvisionnement
Je me souviens aussi d’EEStor, une autre affirmation de percée des générations précédentes : https://en.m.wikipedia.org/wiki/EEStor
[0] https://www.forbes.com/sites/bertelschmitt/2017/07/25/ultraf...
Cela fait maintenant 6 ans, mais à ce niveau-là, ce n’est pas non plus un retard énorme
J’ai l’impression que le mépris de Toyota pour les voitures électriques finira par les mener vers un destin à la Kodak ou BlackBerry
Cette batterie révolutionnaire n’est pas indispensable ; les batteries actuelles fonctionnent déjà bien. J’ai parcouru 100 km aujourd’hui en Tesla. Ce qu’il faut, c’est développer et vendre des véhicules électriques
Toyota a eu le premier hybride, et c’était excellent au point que j’ai gardé une Prius 10 ans. Ils ont aussi fait des hybrides rechargeables et étaient en tête, donc c’est triste de les voir presque derniers dans la course aux véhicules électriques
Ils ont aussi créé une filiale dédiée à la conduite autonome, avec environ 10 employés [2]
Ils ont lancé des véhicules électriques comme le bZ3, le bZ4x et le Lexus RZ
Aujourd’hui, la technologie des batteries reste l’une des grandes raisons pour lesquelles beaucoup de gens ne passent pas au véhicule électrique. Autour de moi, les gens s’inquiètent toujours du temps de recharge et de l’itinéraire via les Superchargeurs pour les longs trajets
S’il était possible de recharger en 10 minutes avec cette longue autonomie, ils passeraient sans doute facilement au véhicule électrique
Une voiture à moteur thermique génère après la vente plusieurs sources de revenus récurrents : vidanges régulières, remplacement des freins, problèmes moteur, etc. Avec les véhicules électriques, ces revenus continus disparaissent presque, ce qui réduit fortement la valeur à long terme de Toyota
Une voiture à hydrogène ressemble presque à une voiture thermique. Il y a à l’avant une grosse pile à combustible chaude et délicate, qui demande une maintenance spécialisée continue, et il faut aussi des stations de recharge à hydrogène complexes. Sans batterie, les freins s’usent aussi comme prévu. En dehors du CO2, elle offre tout ce qu’apporte une voiture thermique
Il n’est pas surprenant que Toyota ait regardé cet avenir pendant si longtemps ; maintenant qu’ils essaient de rattraper leur retard, ils sont déjà largement distancés.
Pour une entreprise géante comme Toyota, il pourrait très bien y avoir des dizaines de modèles en préparation.
Après tout, si une voiture électrique de 745 miles arrive bientôt, qui aurait envie d’acheter un modèle de 300 miles ?
Il se peut que le taux de décharge maximal de cette batterie soit tellement faible qu’il faille un pack excessivement gros pour fournir la puissance instantanée nécessaire à un moteur électrique.
Je fais confiance à la qualité de fabrication de Toyota, mais je devrai probablement remplacer mon véhicule actuel avant que Toyota ne mette sur le marché un modèle électrique dédié éprouvé et produit à grande échelle. J’ai déjà trop attendu.
Il y avait déjà ça en 2014 : https://www.autonews.com/article/20140127/OEM06/301279980/to...
Pour Toyota, il y a deux indicateurs essentiels : combien de GWh de batteries ils peuvent mettre en production chaque année, et à quelle vitesse, ainsi que le coût en $/kWh de ces batteries.
Toyota doit faire basculer vers le tout électrique des millions de véhicules thermiques/hybrides ; il lui faut donc des centaines de GWh.
Toyota est connue pour ses voitures abordables et grand public, et sur un véhicule électrique, la batterie est de très loin le composant le plus cher. Il paraît plus crédible de regarder du côté des batteries sodium-ion bon marché que de batteries tout solide tape-à-l’œil.
Toyota est arrivée tard sur le marché et n’a encore guère plus que quelques concept-cars et quelques modèles dont la production est confiée à BYD. Les investissements dans les capacités de production ont commencé, mais il faudra sans doute encore plusieurs années avant de voir des résultats.
Des constructeurs asiatiques comme BYD, Nio et VinFast fabriquent déjà des millions de véhicules électriques, et Tesla est devenue une catégorie à part grâce à sa rentabilité et à ses coûts de production. Stellantis, Ford et GM se sont également lancés, mais montrent à quel point la transition est difficile et combien d’apprentissage et de réinvention elle exige.
Pour rattraper son retard, Toyota aura besoin de plus qu’une batterie miracle.
Un Tacoma ou un 4Runner avec une motorisation hybride rechargeable se vendrait probablement énormément.
Aujourd’hui, produire massivement des véhicules électriques à bas prix est tout simplement irréaliste.
En tant qu’Allemand, je trouve frustrant que l’industrie automobile allemande soit si timorée, conservatrice et lente.
Cela dit, la phrase plus bas selon laquelle « Toyota affirme être prête pour une commercialisation en 2027 ou 2028 » casse un peu l’enthousiasme.
Il est difficile de croire qu’ajouter une batterie et un moteur électrique à la même voiture coûte 16 000 euros de plus.
On pourrait aussi répartir l’usage des bornes dans les immeubles ou au travail via un système comme des vignettes d’accès par jour de la semaine.
Je n’aurais alors pas besoin de m’arrêter plus souvent qu’avec une voiture thermique sur les longs trajets, et je me soucierais moins des fortes baisses d’autonomie dues au froid, à la vitesse ou à l’altitude.
Cela dit, des constructeurs allemands comme Mercedes-Benz collaborent aussi avec des fabricants de cellules tout solide : https://group.mercedes-benz.com/company/news/220127-prologiu...
À titre de comparaison, les deux nouveaux réacteurs de la centrale nucléaire de Vogtle font chacun 1100 MW.
Je me demande d’où les gens imaginent que viendra cette puissance de recharge.
Le pic de charge ne vient pas directement du réseau électrique. Le problème, c’est que cette électricité est relativement chère, et qu’une telle approche tient plutôt du dernier recours.
Mieux vaut installer sur site une grosse batterie pour délivrer rapidement la puissance, tout en lui permettant d’absorber l’énergie solaire voisine ou l’électricité nocturne bon marché. En pratique, beaucoup de chargeurs rapides fonctionnent déjà ainsi.
La hausse de capacité de la batterie ne signifie pas que les gens conduiront davantage ni qu’ils consommeront plus de kWh. Cela veut dire qu’on peut espacer les recharges, et que l’usage des bornes de recharge rapide diminuera
Avec une batterie de cette taille, la plupart des gens auront rarement à parcourir cette distance en une journée, donc elle sera presque jamais déchargée à fond. Et si cela arrive quelques fois, il suffit de faire une pause
Même avec des VE à plus petite batterie, la plupart dépendent déjà davantage de la recharge lente de nuit que de la recharge rapide. Avec une batterie de cette taille, on pourrait ne plus avoir besoin de recharge rapide du tout
Cela dit, en volume total d’électricité, ce n’est pas si énorme. Dans mon pays, j’ai converti le kilométrage annuel des voitures en kWh selon l’efficacité moyenne des VE, et on obtenait une hausse de 11 % de la consommation d’électricité
Cela peut varier selon les pays et il faudra plus d’électricité, plus propre, mais une hausse de 11 % n’est pas un obstacle insurmontable
Si l’on veut dire « comment acheminer cette quantité d’électricité jusqu’au site », les trains électriques utilisent couramment de telles puissances. Des centaines de trams dans notre ville consomment chacun plus de 700 kW, et une locomotive électrique consomme en général environ 5 MW. Le réseau sait déjà gérer cela
On peut certes faire un long trajet une fois par an, mais le conducteur moyen parcourt moins de 40 miles par jour
La majeure partie de la consommation électrique des VE, à savoir la recharge ordinaire de nuit, lisse la demande et est en fait bénéfique au réseau. S’il y a quelqu’un pour acheter l’électricité à très faible charge à 2 heures du matin, le coût marginal du kWh diminue
Hormis le fait que l’efficacité de la recharge rapide est un peu plus faible, la quantité totale d’électricité consommée est la même qu’en recharge lente
Certains bus électriques font déjà de la recharge rapide de l’ordre du mégawatt au terminus, pendant les quelques minutes où les passagers descendent et montent
À densité similaire, on est autour de 50 euros par kWh, ce qui est plus avantageux que le lithium-ion à plus de 100 dollars ou le LiFePO4 à 130 dollars
Les batteries de nouvelle génération des concurrents sont déjà en train d’arriver sur le marché, et l’an prochain on attend un nouveau lithium-ion avec une capacité doublée, comparable à la batterie évoquée par Toyota. Il semble peu probable que CATL mente
Toyota en parle depuis 2017 sans encore rien montrer, tandis que CATL a rendu sa technologie publique
Cette année semble enfin être celle où les promesses de nouvelles technologies de batterie deviennent réalité en production de masse
Cela ne voudrait quand même pas dire que Toyota est tellement au-dessus de tout qu’il ne se soucie pas de voir d’autres entreprises lui prendre le marché