Toyota revela nova geração de baterias para automóveis elétricos

Não foi necessário esperar muito pela chegada de Koji Sato ao principal cargo da Toyota para assistir a uma revisão profunda da estratégia de eletrificação do fabricante japonês.

Embora muitos a acusem de estar a «perder o comboio» da eletrificação - apesar de ter sido uma das suas pioneiras - e, em especial, dos automóveis elétricos, a Toyota sempre sustentou devidamente a sua posição. A tarefa de Sato passa agora por acelerar o ritmo.

Foram agora revelados os planos «elétricos» deste gigante para os próximos anos. As baterias assumem um papel central: a Toyota apresentou três novas tecnologias de baterias com eletrólito líquido, bem como a aguardada bateria de estado sólido, cujos obstáculos à produção em massa parecem ter sido superados.

A partir de 2026, estas novas baterias chegarão a uma geração inédita de automóveis elétricos. Face aos atuais Toyota, estes modelos também se distinguirão pela conceção e pelo método de construção, orientados para diminuir peso e custos.

Takero Kato, presidente da Fábrica de Veículos Elétricos a Bateria (BEV) da Toyota, prevê que, em 2030, sejam vendidos cerca de 3,5 milhões de elétricos por ano. Desse total, 1,7 milhões deverão corresponder à nova geração de modelos.

A nova geração de baterias da Toyota

Se, até aqui, a diversidade se centrava nas motorizações de combustão, no futuro a mesma variedade será aplicada às baterias.

“Precisaremos de várias opções de baterias, assim como temos diferentes variações de motores. É importante oferecer soluções de bateria compatíveis com uma variedade de modelos e necessidades dos clientes”.

Takero Kato, presidente da Fábrica de BEV da Toyota

Atualmente, as baterias de iões de lítio com eletrólito líquido dominam o mercado e continuarão a fazê-lo, mas haverá espaço para diferentes «abordagens». Todas perseguem, ainda assim, os mesmos objetivos: mais densidade energética, carregamentos mais rápidos e, sobretudo, custos mais competitivos.

A Toyota dividiu o desenvolvimento das suas baterias de eletrólito líquido em três tecnologias: “Popularização”, “Desempenho” e “Alto Desempenho”.

Popularização

Baseadas na tecnologia LFP, ou fosfato de ferro-lítio, estas serão as baterias de menor custo. Recorrerão à tecnologia bipolar pioneira da Toyota, já utilizada em baterias de hidretos metálicos de níquel (NiMH) instaladas em alguns dos seus híbridos.

Tomando como referência a bateria do bZ4X, a bateria “Popularização” deverá proporcionar:

• Aumento de 20% na autonomia (+600 km)
• Redução de 40% no custo
• Tempo de recarga rápida de 30 minutos ou menos (10-80%)
• Prazo: previsto para 2026-27

Desempenho

A bateria “Desempenho” deverá ser a primeira a chegar ao mercado. Ao contrário da “Popularização”, continuará a assentar numa estrutura monopolar.

O aumento esperado da autonomia deverá também resultar da conjugação desta bateria com a aerodinâmica otimizada e o menor peso previstos para a nova geração de automóveis elétricos. O bZ4X volta a servir de referência nas comparações:

• Aumento de 60% na autonomia (+800 km)
• Redução de 20% no custo
• Tempo de carga rápida de 20 minutos ou menos (10-80%)
• Prazo: previsto para 2026

Alto Desempenho

Mais tarde chegará a bateria “Alto Desempenho”, que junta uma estrutura bipolar à química de iões de lítio e a um cátodo com elevado teor de níquel.

• Aumento de 100% na autonomia (+1000 km)
• Redução adicional de 10% no custo em comparação com a bateria “Desempenho”
• Tempo de carregamento rápido de 20 minutos ou menos (10-80%)
• Prazo: previsto para 2027-28

Avanços da Toyota nas baterias de estado sólido

Para lá das baterias de iões de lítio com eletrólito líquido, a Toyota pretende também liderar a introdução das baterias de estado sólido, encaradas como uma possível revolução para os elétricos. A sua estreia está prevista para 2027-28.

Sem revelar pormenores, a Toyota anuncia vários progressos nas baterias de estado sólido que se encontram em desenvolvimento. Entre eles está o reforço da durabilidade, uma vez que a vida útil era inferior à das baterias atuais, e a viabilização da produção em massa, pois exigem processos diferentes dos usados nas baterias de eletrólito líquido.

Inicialmente, estava previsto que os híbridos Toyota fossem os primeiros a receber baterias de estado sólido. Contudo, o foco mudou para os futuros modelos elétricos. A primeira destas baterias promete:

• Aumento de 20% na autonomia em comparação com a bateria “Desempenho” (aprox. 1000 km)
• Tempo de carregamento rápido de 10 minutos ou menos (10-80%)
• Prazo: 2027-28

A Toyota já desenvolve uma segunda bateria de estado sólido, que deverá melhorar os «números» da primeira e promete uma autonomia superior a 1200 km.

Reduzir a altura das baterias é fundamental

A análise das baterias não fica completa sem abordar a sua altura física. Esta dimensão influencia a aerodinâmica do veículo, um elemento decisivo para alcançar autonomias mais elevadas num automóvel elétrico.

Regra geral, as baterias são instaladas no piso da plataforma, entre os eixos. A sua altura obriga a elevar o piso do habitáculo relativamente ao solo e, consequentemente, a aumentar a altura total do veículo.

Isto prejudica a aerodinâmica, pois amplia a área frontal do veículo. Além do Cₓ, o coeficiente de resistência aerodinâmica, é sempre necessário considerar a superfície frontal para obter um bom desempenho aerodinâmico. Quanto maior for essa área, pior será o resultado.

No Toyota bZ4X, a bateria e a respetiva caixa têm uma altura de 150 mm. Para as novas baterias, o objetivo é baixar este valor para 120 mm. Já em desportivos de elevado desempenho, como o supercarro elétrico da Lexus, a meta passa por baterias com apenas 100 mm de altura.