Førsteinntrykk Lexus LF-ZC
Lader opp til superbatteriene
Ny luksus-Lexus kan bli blant de første bilene med faststoffbatteri.
Du har kanskje hørt snakk om faststoffbatterier (solid state), som skal gi mye lengre rekkevidde og raskere lading enn dagens litiumion-batterier? Nå kan man begynne å snakke om en materialisering av disse superbatteriene, som kan gi rekkevidde opptil 1200 kilometer på en lading.
Toyota begynte å snakke om faststoffbatterier i 2020, men lenge var batteriene noe som kun fantes i teorien. Toyota er imidlertid blant bilprodusentene i førersetet på området, og ifølge det anerkjente magasinet The Economist oppnådde Toyota et teknologisk gjennombrudd i utviklingen av faststoffbatterier tidligere år.
13. oktober i år kunngjorde dessuten Toyota Motor Corporation at selskapet har inngått en en samarbeidsavtale med Idemitsu Kosan Co for å oppnå masseproduksjon av faststoffbatterier for elbiler.
– Faststoffbatterier kommer definitivt. Trolig i 2027 eller 2028, sier Toyota Europas øverste sjef, Matt Harrison, til Vi Menn Bil.
Toyota ikke alene
Toyota er ikke alene om å utvikle faststoffbatterier. Ifølge The Economist bygger Nissan en fabrikk i Yokohama som vil starte produksjonen av testversjoner neste år. BMW planlegger en tilsvarende fabrikk i Tyskland i samarbeid med Solid Power, en amerikansk batteriutvikler med hovedsete i Colorado. QuantumScape, en Silicon Valley startup, har begynt å levere prototyper på faststoffbatterier til sin største investor, Volkswagen.
– I hvilket volum og til hvilken pris er det foreløpig for tidlig å si noe om, sier Harrison.
Faststoffbatteriene åpner ikke bare for dobling av rekkevidden sammenlignet med dagens standarder. Det åpner også for enda mer ekstreme fartsressurser og langt raskere lading.
– En fordel med faststoffbatterier er at elektrolytten er fast. Dette tillater ioner, som overfører elektrisitet, å bevege seg raskere, noe som muliggjør kortere ladetider, økte kjøreavstander og høyere kraftuttak. Faststoffbatterier kjennetegnes også av å være svært stabile fordi de er motstandsdyktige mot temperaturforandringer og kan tåle høye temperaturer og høye spenninger, uttalte Koji Sato, President og CEO av Toyota Motor Corporation, tidligere i år.
Det er ingen overraskelse at det har tatt lang tid å utvikle faststoffbatterier fra laboratorieforsøk til masseproduksjon.
Ifølge The Economist var litium ionbatteriet et faktum allerede på 70-tallet, men ble ikke kommersialisert før tidlig på 90-tallet. I første omgang dreide det seg dessuten kun om batterier for bærbar elektronikk som PC-er og mobiltelefoner, før større pakker ble utviklet for biler.
Michael Stanley Whittingham fikk i 2019 Nobelprisen i kjemi i 2019 for utviklingen av oppladbare litium ionbatterier, sammen med John B. Goodenough og Akira Yoshino. I 2021 uttalte han at det ennå ville ta tid før vi kunne se faststoffbatterier i produksjon
Mange fordeler
Hva er så solid state-batterier? Dagens litium ionbatterier bruker flytende elektrolytter til å transportere litium-ioner mellom anoden og katoden. En av ulempene med slike batterier er at en for rask opplading kan skape avsetninger, som kan forårsake kortslutning med påfølgende eksplosjon og brann. Med solid state-teknologien erstattes flytende elektrolytt med fast elektrolytt. I faststoffbatterier brukes elektrolytter av glass, noe som fjerner faren for kortslutning. Uten tyktflytende væske forsvinner også behovet for «skillevegger» mellom de ulike cellene i batteriet, og dermed kvitter man seg med unødvendig vekt og frigjør plass. Det innebærer ikke bare at batteriene blir mindre, det kan også pakkes mer kraft i samme størrelse. Fordelene er høyere energitetthet, vesentlig raskere lading, økt sikkerhet og bedre termisk motstand, altså at batteriene holder seg kaldere. Overgangen fra flytende til fast elektrolytt innebærer dessuten mindre behov for verdifulle naturressurser som litium, kobolt, mangan, nikkel og aluminium.
– Litium ionbatteriene kommer til å dominere i minst 10 år til fordi det egentlig ikke finnes noen annen løsning sikte, uttalte Whittingham til Automotive News.
– Toyota Motor Corp og flere amerikanske selskaper jobber med utviklingen av solid state-batterier, men det er uklart hvor mye de vil koste å produsere og hvor mye strøm de vil utvikle. De kan kanskje etter hvert fungere for mobiltelefoner, men mye er ubesvart når det gjelder større enheter, sa Whittingham.
Nye Lexus-modeller
Nå kan det imidlertid se ut som vi for alvor begynner å se konturene av faststoffbatterier i biler. Etter alt å dømme vil det i første omgang dreie seg om store, kostbare og luksuriøse modeller med kraftige ytelser, som luksussedanen som Lexus kommer med i 2026.
Nylig viste selskapet en forsmak på bilen i form av det 4,8 meter lange konseptet LF-ZC. Man kan bare håpe at den produksjonsmodellen vil ha med seg mange av linjene til konseptet. Lexus vil også komme med en elektrisk SUV samt en todørs sportsbil med DNA-et til legendariske LFA.
– LF-ZC er en katalysator for Lexus' nye retning, uttalte Chief Branding Officer, Simon Humphries, under årets utgave av Kenshiki Forum i Brüssel. Kenshiki betyr innsikt på japansk, og forumet er Toyotas og Lexus' utstillingsvindu for hva som er i gjære på kort og noe lengre sikt.
Innvendig vil den produksjonsmodellen ha bambus som signaturmateriale og Lexus' nye operativsystem Arene som tar i bruk Ai - kunstig intelligens. Det skal kunne lære seg førerens rutiner, foretrukne apper og funksjoner, og sette stemmegjenkjenningssystemet i stand til å gi personlige, fleksible forslag.
– Det kan sammenlignes med en digital butler, sier visepresident i Lexus Europa, Pascal Ruch.
Etter hvert som Arene OS utvikler seg, vil man kunne tilby en kjøreopplevelse skreddersydd for hver enkelt, ifølge Lexus. Målet er å skape det ultimate kjøretøyet for hver kunde gjennom en synergi av maskinvare og programvare.
Bilen som kommer i 2026 vil ha Direct4 firehjulsdriftsteknologi, som allerede benyttes i elektriske Lexus RZ og den selvladende hybriden RX 500h. Dette systemet balanserer konstant dreiemomentet mellom for- og bakakslingen.
– Det gir umiddelbart moment der det trengs, samt bedre balanse, bedre retningsstabilitet og bedre egenskaper i svingene, sier Shinya Ito, sjefsingeniør i Lexus Electrified.
Simulerer manuell girkasse
Og Lexus har mer i ermet. I fjor avslørte Lexus at de jobber med å utvikle en manuell girkasse for en elektrisk sportsbil.
– Det finnes ikke noe mer engasjerende enn en manuell girkasse, har Takashi Watanabe uttalt. Han er nå president of Lexus International,
Det dreier seg om en software-basert løsning som simulerer girskift ved hjelp av en girspak. Du skal fysisk kunne kjenne girskiftene, som for eksempel rykket når du setter i gang. Siden det dreier seg om software er det egentlig ingen grenser for hva som kan leveres av løsninger som kan simulere opplevelsen av fossilbil. Du kan for eksempel få bilen utstyrt clutch og hendler bak rattet. Du kan også justere girutvekslingen slik du vil ha den.
For å komplettere følelsen av en manuell kjøreopplevelse kan motorlyd og vibrasjon leveres gjennom blant annet høyttalere og subwoofer. Disse funksjonene vil bli muliggjort med Arene OS, skytilgang til programvareløsninger og steer-by-wire-system, som er et helt elektronisk styresystem uten mekanisk forbindelse mellom ratt og forstillingen.
Kommer neste år
One Motion Grip kaller Toyota og Lexus systemet med steer-by-wire. Styringen skjer med yoke i stedet for konvensjonelt ratt.
Det elektroniske systemet innebærer blant annet langt mindre rattutslag. Fullt hjulutslag kommer ved å dreie rattet 150 grader, noe som betyr at du ikke trenger å gjøre hånd over hånd-grep i brå svinger.
Du får heller ingen vibrasjoner gjennom rattet dersom du for eksempel kjører på ujevnt underlag. Men vibrasjon kan altså simuleres.
Når man tenker på alle problemene som kan oppstå med software-basert systemer, så kan One Motion Grip muligens fremkalle et og annet grøss.
Men systemet har vært under testing lenge og vil ha ekstra støttesystemer i bakhånd for prosessorer samt en nødstrømsforsyning dersom systemet skulle miste hovedstrømforsyningen.
Lexus mener systemet er så godt testet at det vil bli lansert sent neste år, som trolig et temmelig kostbart ekstrautstyr til elektriske RZ.
Etter at Lexus i Norge bestemte seg for å droppe hybridene fra neste år, vil merket kun ha to modeller igjen sortimentet i Norge frem til 2026: 4,5 meter lange UX og 4,9 meter lange RZ. Sistnevnte finnes nå kun med to elmotorer og firehjulstrekk, men neste år blir den også å få med kun én elmotor og forhjulstrekk.
Tesla-adoptert produksjon
For å effektivisere produksjonen vil Lexus' neste generasjons elbiler bli produsert med såkalt gigacasting etter modell fra Tesla.
Det innebærer gigastøping og en modulær struktur som deler kjøretøyets karosseri inn i tre deler: front, senter og bak. Ved å plassere batteriet i midtseksjonen får man ingen strukturell effekt på fronten og hekk.
Støpingen av front og hekk i større enheter vil erstattet 127 deler og skal samtidig øke stivheten i bilen. Hva om man kolliderer eller blir påkjørt? Må man da bytte hele enheten? Lexus forsikrer om at enhetene vil bestå av kollisjonssoner som kan byttes separat.
Produksjonsprosessen vil bruke en selvkjørende monteringslinje, der bilene kjører selv gjennom hvert trinn i produksjonsprosessen. Ved å eliminere tradisjonelle produksjonslinjer med transportbånd, oppgir Lexus at de vil redusere tiden fra bestilling til levering, samtidig som de sparer kostnader gjennom blant annet med en mer fleksibel fabrikkutforming.
Artikkelen ble opprinnelig publisert i Vi Menn
Denne saken ble første gang publisert 04/12 2023.
