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汽車(chē)電動(dòng)化的先驅(qū)者 看豐田如何“秒變”老司機(jī)

未來(lái)汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)是什么？相信許多人都會(huì)回答電動(dòng)化。盡管目前發(fā)展新能源車(chē)的廠商不在少數(shù)，但大部分都是受到了國(guó)家政策的影響，在技術(shù)還存有缺陷的情況下，勉強(qiáng)向市場(chǎng)中投放產(chǎn)品，效果往往并不如意。但有一家企業(yè)，在21年前就推出了首款混合動(dòng)力車(chē)型，并將該技術(shù)普及到了旗下各類(lèi)產(chǎn)品中，在全球已經(jīng)擁有1200萬(wàn)個(gè)新能源車(chē)主，這家企業(yè)就是豐田。

豐田在國(guó)內(nèi)的電動(dòng)產(chǎn)化品并不多，許多人都覺(jué)得豐田在新能源領(lǐng)域只是一個(gè)“新手”。畢竟在現(xiàn)如今各大品牌都在宣傳自己的插電式混合動(dòng)力車(chē)以及純電動(dòng)車(chē)技術(shù)如何領(lǐng)先之時(shí)，仿佛很少能聽(tīng)到豐田的聲音。但其實(shí)豐田在電動(dòng)化領(lǐng)域中，已經(jīng)是一個(gè)十足的“老司機(jī)”了。

作為全球知名的汽車(chē)制造商，豐田在汽車(chē)技術(shù)研發(fā)上所取得的成就得到了全世界范圍的認(rèn)可，給消費(fèi)者留下了經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、油耗低以及品質(zhì)可靠的良好印象。并且豐田一直走在世界汽車(chē)技術(shù)的前沿，其混動(dòng)動(dòng)力技術(shù)可以說(shuō)引領(lǐng)了全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)由傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)向混合動(dòng)力發(fā)展的新紀(jì)元，在世界新能源汽車(chē)市場(chǎng)中擁有舉足輕重的地位。

豐田的新能源車(chē)技術(shù)之所以領(lǐng)先大部分汽車(chē)廠商，前瞻性是很重要的一環(huán)。豐田早在90年代就意識(shí)到擺脫石油資源的重要性，但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)限制，完全放棄汽油/柴油動(dòng)力是不切實(shí)際的，逐漸降低對(duì)其的依賴(lài)，才是最合理的發(fā)展趨勢(shì)，并且二氧化碳排放愈發(fā)增多，城市污染更加嚴(yán)重等也被豐田看在眼里。為了應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題，第一代普銳斯在1997年應(yīng)運(yùn)而生，豐田邁出了在汽車(chē)電動(dòng)化領(lǐng)域非常重要的一步。

第一代普銳斯為豐田打開(kāi)了新能源車(chē)的市場(chǎng)，隨后該技術(shù)被廣泛應(yīng)用到旗下各類(lèi)產(chǎn)品中，涵蓋了小型至大型豪華轎車(chē)、SUV、廂式旅行車(chē)以及各類(lèi)商用車(chē)上，截至去年底，已經(jīng)擁有了38款混合動(dòng)力車(chē)型，累計(jì)銷(xiāo)量達(dá)到1200萬(wàn)輛。豐田的新能源車(chē)之所以能夠占據(jù)如此多的市場(chǎng)份額，主要是在電動(dòng)化的三大核心上（電機(jī)、PCU、電池），擁有絕對(duì)的技術(shù)領(lǐng)先。

在電動(dòng)機(jī)方面，豐田通過(guò)汽車(chē)變速箱累計(jì)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)與電動(dòng)機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，不斷優(yōu)化動(dòng)力總成，主要圍繞在電動(dòng)機(jī)小型輕量化、低損耗化以及低成本化上進(jìn)行升級(jí)。第四代THS通過(guò)以逆向從動(dòng)齒輪減速與行星齒輪組替代鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)，相比第一代THS 5600rpm的轉(zhuǎn)速，第四代THS已經(jīng)提升至17000rpm，并且體積也有58%的下降。

此外，第四代THS針對(duì)定子線圈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，采用平角線，減小了膜和空隙，以此來(lái)提高線圈槽滿率，線圈占空系數(shù)達(dá)到了第一代THS的1.3倍，有效降低了電能損耗，電動(dòng)機(jī)功率也有原先的30kW上升到了53kW。可能有許多人對(duì)于為什么豐田第四代THS的電動(dòng)機(jī)功率沒(méi)有第三代高產(chǎn)生了疑問(wèn)，因?yàn)殡S著汽車(chē)整體制造的發(fā)展，車(chē)身各零件重量均有降低，在達(dá)到同等甚至更好的運(yùn)動(dòng)性能的情況下，已經(jīng)不需要那么高的電力輸出，新一代THS的電動(dòng)機(jī)功率才比上一代減少了7kW。

豐田第四代THS還有效的降低了電動(dòng)機(jī)的成本，主要通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化降低了磁鐵的使用量。許多人都知道，最大轉(zhuǎn)矩是界定電動(dòng)機(jī)性能的一個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，卻不清楚它是從何而來(lái)。電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是通過(guò)磁鐵轉(zhuǎn)矩與磁阻轉(zhuǎn)矩共同作用的結(jié)果，在原先技術(shù)不發(fā)達(dá)的時(shí)候，只能采用更多的磁鐵，以此來(lái)提升合成轉(zhuǎn)矩。但豐田通過(guò)改善轉(zhuǎn)子磁鐵配置結(jié)構(gòu)，有效提升了磁阻轉(zhuǎn)矩，減少了50%的磁鐵使用量，制造成本被有效的降低。

PCU作為動(dòng)力控制單元，能夠?qū)㈦姵氐碾娏D(zhuǎn)送給電動(dòng)機(jī)的電力轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的控制，是整個(gè)系統(tǒng)的“大腦”，如何能夠時(shí)刻保持“清醒”才是最重要的事。新一代THS針對(duì)PCU冷卻做出了升級(jí)，以雙面疊層冷卻結(jié)構(gòu)代替了第三代THS的直接冷卻結(jié)構(gòu)（不采用散熱潤(rùn)滑脂），使其工作是更加穩(wěn)定、耐久。另一重大升級(jí)就是追加了升壓變壓器，由于功率和電壓、電流成正比關(guān)系，系統(tǒng)電壓由第一代THS的288V上升到600V以后，電流得以降低，從而有助于降低損耗，實(shí)現(xiàn)低成本/輕量化開(kāi)發(fā)。

得益于此，新一代THS的PCU體積和質(zhì)量相比第一代減小了一半，功率密度卻達(dá)到了2.5倍之多。隨著體積逐漸減小，在車(chē)內(nèi)放置的位置也有了更多的選擇。第一、第二代THS的PCU搭載于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，輔助電池搭載在后備廂中，在第三代THS中，PCU所占用的空間明顯減小。到了第四代THS時(shí)，通過(guò)PCU小型化實(shí)現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)橋上方搭載，輔助電池也能由后備廂轉(zhuǎn)移到發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，后備廂因此可以更加平整，并且使用空間增大。

最后是電池方面，小型輕量化仍是發(fā)展重點(diǎn)。傳統(tǒng)動(dòng)力車(chē)型上，汽油或是柴油被儲(chǔ)存在郵箱當(dāng)中，純電動(dòng)車(chē)將能量?jī)?chǔ)存在電池組中，兩種車(chē)型均只有一種儲(chǔ)能裝置。而油電混合動(dòng)力車(chē)型則不同，擁有兩套儲(chǔ)能裝置，如何將它們更合理的分布在整車(chē)當(dāng)中，是一個(gè)不小的難題。

經(jīng)過(guò)了四代系統(tǒng)的發(fā)展，電池單體尺寸得到了大幅減小，鋰電池組的體積縮小了67%，可以被放置到后排座椅下，降低車(chē)輛重心的同時(shí)擴(kuò)大了行李廂空間。此外，電池控制單元、電池冷卻風(fēng)機(jī)、電氣設(shè)備零部件以及維修塞等也都進(jìn)行了小型化升級(jí)，進(jìn)一步減小了電池包的體積，但最大輸入功率相比第一代THS提升了60%，最大輸出功率提高了28%，性能得到了保障。綜合來(lái)看，豐田在電動(dòng)化核心技術(shù)上都處在世界領(lǐng)先的位置，推出的產(chǎn)品自然受到了世界各地消費(fèi)者的青睞。

但目前豐田在華布局的混合動(dòng)力車(chē)型并不多，且沒(méi)有插電混動(dòng)和純電動(dòng)車(chē)型，讓國(guó)內(nèi)消費(fèi)者感覺(jué)豐田好像有一些“掉隊(duì)”的意思。那么作為全球最大車(chē)企的豐田是否真的落后于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手們了？事實(shí)上，無(wú)論是技術(shù)發(fā)展還是市場(chǎng)發(fā)展，全面電動(dòng)化都不是一蹴而就的。人們用車(chē)習(xí)慣不會(huì)因?yàn)殡妱?dòng)車(chē)的出現(xiàn)而被快速改變，并且該市場(chǎng)還處于初級(jí)階段，電能的獲取、轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)技術(shù)還并未成熟，社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并未健全，電動(dòng)車(chē)在短時(shí)間內(nèi)并不適合被大規(guī)模的普及。

但汽車(chē)電動(dòng)化是未來(lái)的發(fā)展模式，豐田在這方面也早有準(zhǔn)備，此前一貫發(fā)展的混合動(dòng)力技術(shù)，繼承了傳統(tǒng)汽車(chē)技術(shù)體系又融合了大量的新能源技術(shù)，對(duì)電池、電機(jī)以及電控技術(shù)上形成了大量的技術(shù)儲(chǔ)備。這些積累對(duì)于未來(lái)電動(dòng)化產(chǎn)品的量產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，即將推出的產(chǎn)品（插電混動(dòng)、純電動(dòng)、燃料電池車(chē)）也會(huì)更加的成熟可靠。對(duì)于那些期待豐田的插電混動(dòng)以及純電動(dòng)車(chē)的消費(fèi)者們，不要著急，它們馬上就會(huì)進(jìn)入到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)當(dāng)中。

根據(jù)豐田的產(chǎn)品規(guī)劃來(lái)看，旗下插電混動(dòng)車(chē)型，卡羅拉PHEV、雷凌PHEV即將在2019年春季正式上市。插電式混合動(dòng)力車(chē)型作為傳統(tǒng)動(dòng)力和純電動(dòng)車(chē)之間的過(guò)渡產(chǎn)品，逐漸受到更多消費(fèi)者的青睞。這類(lèi)車(chē)型的油耗基本在2L/100km以下，并且擁有50km-100km之間的純電續(xù)航里程，適合日常市內(nèi)通勤，且更具經(jīng)濟(jì)性。此外，插電混動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程可達(dá)到700km-1000km，也不會(huì)讓人因?yàn)殡娏坎蛔愣械綋?dān)憂，相比于純電動(dòng)車(chē)更容易讓消費(fèi)者接受。

純電動(dòng)車(chē)方面，自2020年，豐田將以中國(guó)為首加速導(dǎo)入全新產(chǎn)品，首先推出的是基于C-HR/奕澤IZOA打造的純電動(dòng)SUV。新車(chē)是TNGA架構(gòu)下生產(chǎn)的車(chē)型，其基本性能以及產(chǎn)品品質(zhì)將得到極高的保障，并且成本會(huì)大幅下降。此外，得益于豐田在新能源車(chē)產(chǎn)業(yè)多年的技術(shù)累計(jì)，電池技術(shù)不斷取得突破將有效提升續(xù)航里程和電池壽命，兩款新車(chē)非常讓人期待。

油電混動(dòng)、插電式混合動(dòng)力以及純電動(dòng)是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中主流的新能源產(chǎn)品，豐田對(duì)這些產(chǎn)品都做出了相應(yīng)的布局。在國(guó)內(nèi)消費(fèi)者并不熟悉的燃料電池車(chē)市場(chǎng)中，豐田也走在行業(yè)前端。豐田Mirai已經(jīng)在日本和歐美市場(chǎng)正式發(fā)售，并且在中國(guó)、加拿大、阿聯(lián)酋以及澳大利亞等地區(qū)開(kāi)展了實(shí)證試驗(yàn)。燃料電池車(chē)是純電驅(qū)動(dòng)車(chē)型中的一種，但不同于一般的電池儲(chǔ)能，該類(lèi)車(chē)型以氫為燃料，不僅排放徹底無(wú)污染，而且燃料添加時(shí)間短，續(xù)航可媲美燃油車(chē)。

2017年10月豐田開(kāi)始啟動(dòng)FCEV “MIRAI 未來(lái)”在中國(guó)的實(shí)證實(shí)驗(yàn)，豐田研發(fā)中心的加氫站也同時(shí)落成。2018年3月，豐田、日產(chǎn)、本田、JXTG能源、出光興產(chǎn)、巖谷、東京燃?xì)?、東邦燃?xì)?、豐田通商、日本政策投資銀行等共11家公司，成立了旨在體系化建設(shè)氫燃料電池車(chē)(FCEV)加氫站的“日本加氫站網(wǎng)絡(luò)公司，足以證明豐田對(duì)于燃料電池車(chē)的重視，未來(lái)將與純電動(dòng)車(chē)一并發(fā)展。

至此，豐田也對(duì)未來(lái)的電動(dòng)化發(fā)展有了一個(gè)清晰的規(guī)劃，在2025年以前會(huì)在全球推出10余款電動(dòng)車(chē)，并且所有車(chē)型均配備電動(dòng)化專(zhuān)用車(chē)型或電動(dòng)化車(chē)型選擇。到2030年，豐田預(yù)計(jì)電動(dòng)化車(chē)輛的銷(xiāo)售比例超過(guò)50%，EV和FCV車(chē)型的占比會(huì)超過(guò)10%。最終到2050年，會(huì)實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放的目標(biāo)。

結(jié)語(yǔ)：豐田在HEV領(lǐng)域大有成就，但并不意味著豐田只執(zhí)著與此，而是根據(jù)市場(chǎng)環(huán)境的變化和消費(fèi)者的需求，適時(shí)推出各類(lèi)產(chǎn)品。在20余年的技術(shù)積累以及1200萬(wàn)輛銷(xiāo)量所打下的基礎(chǔ)上，豐田對(duì)于整個(gè)電動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的認(rèn)知以及核心技術(shù)都世界領(lǐng)先地位，并且成為了業(yè)界為數(shù)不多的，在未來(lái)各個(gè)時(shí)期都有明確發(fā)展目標(biāo)的廠商，足以證明豐田強(qiáng)勁的技術(shù)實(shí)力。