汽車電動化的先驅(qū)者 看豐田如何“秒變”老司機(jī)

豐田在國內(nèi)的電動產(chǎn)化品并不多，許多人都覺得豐田在新能源領(lǐng)域只是一個“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力車以及純電動車技術(shù)如何領(lǐng)先之時，仿佛很少能聽到豐田的聲音。但其實(shí)豐田在電動化領(lǐng)域中，已經(jīng)是一個十足的“老司機(jī)”了。

作為全球知名的汽車制造商，豐田在汽車技術(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技術(shù)的前沿，其混動動力技術(shù)可以說引領(lǐng)了全球汽車產(chǎn)業(yè)由傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)向混合動力發(fā)展的新紀(jì)元，在世界新能源汽車市場中擁有舉足輕重的地位。

豐田的新能源車技術(shù)之所以領(lǐng)先大部分汽車廠商，前瞻性是很重要的一環(huán)。豐田早在90年代就意識到擺脫石油資源的重要性，但由于當(dāng)時技術(shù)限制，完全放棄汽油/柴油動力是不切實(shí)際的，逐漸降低對其的依賴，才是最合理的發(fā)展趨勢，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)對這些問題，第一代普銳斯在1997年應(yīng)運(yùn)而生，豐田邁出了在汽車電動化領(lǐng)域非常重要的一步。

第一代普銳斯為豐田打開了新能源車的市場，隨后該技術(shù)被廣泛應(yīng)用到旗下各類產(chǎn)品中，涵蓋了小型至大型豪華轎車、SUV、廂式旅行車以及各類商用車上，截至去年底，已經(jīng)擁有了38款混合動力車型，累計(jì)銷量達(dá)到1200萬輛。豐田的新能源車之所以能夠占據(jù)如此多的市場份額，主要是在電動化的三大核心上（電機(jī)、PCU、電池），擁有絕對的技術(shù)領(lǐng)先。

在電動機(jī)方面，豐田通過汽車變速箱累計(jì)的驅(qū)動技術(shù)與電動機(jī)技術(shù)結(jié)合起來，不斷優(yōu)化動力總成，主要圍繞在電動機(jī)小型輕量化、低損耗化以及低成本化上進(jìn)行升級。第四代THS通過以逆向從動齒輪減速與行星齒輪組替代鏈?zhǔn)絺鲃?，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，電動機(jī)功率也有原先的30kW上升到了53kW?？赡苡性S多人對于為什么豐田第四代THS的電動機(jī)功率沒有第三代高產(chǎn)生了疑問，因?yàn)殡S著汽車整體制造的發(fā)展，車身各零件重量均有降低，在達(dá)到同等甚至更好的運(yùn)動性能的情況下，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機(jī)的成本，主要通過結(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)矩是界定電動機(jī)性能的一個關(guān)鍵數(shù)據(jù)，卻不清楚它是從何而來。電動機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是通過磁鐵轉(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)的時候，只能采用更多的磁鐵，以此來提升合成轉(zhuǎn)矩。但豐田通過改善轉(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作為動力控制單元，能夠?qū)㈦姵氐碾娏D(zhuǎn)送給電動機(jī)的電力轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)對車輛的控制，是整個系統(tǒng)的“大腦”，如何能夠時刻保持“清醒”才是最重要的事。新一代THS針對PCU冷卻做出了升級，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)（不采用散熱潤滑脂），使其工作是更加穩(wěn)定、耐久。另一重大升級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，通過PCU小型化實(shí)現(xiàn)在驅(qū)動橋上方搭載，輔助電池也能由后備廂轉(zhuǎn)移到發(fā)動機(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)動力車型上，汽油或是柴油被儲存在郵箱當(dāng)中，純電動車將能量儲存在電池組中，兩種車型均只有一種儲能裝置。而油電混合動力車型則不同，擁有兩套儲能裝置，如何將它們更合理的分布在整車當(dāng)中，是一個不小的難題。

經(jīng)過了四代系統(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，降低車輛重心的同時擴(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，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。綜合來看，豐田在電動化核心技術(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力車型并不多，且沒有插電混動和純電動車型，讓國內(nèi)消費(fèi)者感覺豐田好像有一些“掉隊(duì)”的意思。那么作為全球最大車企的豐田是否真的落后于競爭對手們了？事實(shí)上，無論是技術(shù)發(fā)展還是市場發(fā)展，全面電動化都不是一蹴而就的。人們用車習(xí)慣不會因?yàn)殡妱榆嚨某霈F(xiàn)而被快速改變，并且該市場還處于初級階段，電能的獲取、轉(zhuǎn)化和存儲技術(shù)還并未成熟，社會基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并未健全，電動車在短時間內(nèi)并不適合被大規(guī)模的普及。

但汽車電動化是未來的發(fā)展模式，豐田在這方面也早有準(zhǔn)備，此前一貫發(fā)展的混合動力技術(shù)，繼承了傳統(tǒng)汽車技術(shù)體系又融合了大量的新能源技術(shù)，對電池、電機(jī)以及電控技術(shù)上形成了大量的技術(shù)儲備。這些積累對于未來電動化產(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、純電動、燃料電池車）也會更加的成熟可靠。對于那些期待豐田的插電混動以及純電動車的消費(fèi)者們，不要著急，它們馬上就會進(jìn)入到國內(nèi)市場當(dāng)中。

根據(jù)豐田的產(chǎn)品規(guī)劃來看，旗下插電混動車型，卡羅拉PHEV、雷凌PHEV即將在2019年春季正式上市。插電式混合動力車型作為傳統(tǒng)動力和純電動車之間的過渡產(chǎn)品，逐漸受到更多消費(fèi)者的青睞。這類車型的油耗基本在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，插電混動車的續(xù)航里程可達(dá)到700km-1000km，也不會讓人因?yàn)殡娏坎蛔愣械綋?dān)憂，相比于純電動車更容易讓消費(fèi)者接受。

純電動車方面，自2020年，豐田將以中國為首加速導(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SUV。新車是TNGA架構(gòu)下生產(chǎn)的車型，其基本性能以及產(chǎn)品品質(zhì)將得到極高的保障，并且成本會大幅下降。此外，得益于豐田在新能源車產(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，兩款新車非常讓人期待。

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

2017年10月豐田開始啟動FCEV “MIRAI 未來”在中國的實(shí)證實(shí)驗(yàn)，豐田研發(fā)中心的加氫站也同時落成。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(FCEV)加氫站的“日本加氫站網(wǎng)絡(luò)公司，足以證明豐田對于燃料電池車的重視，未來將與純電動車一并發(fā)展。

至此，豐田也對未來的電動化發(fā)展有了一個清晰的規(guī)劃，在2025年以前會在全球推出10余款電動車，并且所有車型均配備電動化專用車型或電動化車型選擇。到2030年，豐田預(yù)計(jì)電動化車輛的銷售比例超過50%，EV和FCV車型的占比會超過10%。最終到2050年，會實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放的目標(biāo)。

結(jié)語：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)市場環(huán)境的變化和消費(fèi)者的需求，適時推出各類產(chǎn)品。在20余年的技術(shù)積累以及1200萬輛銷量所打下的基礎(chǔ)上，豐田對于整個電動化產(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，在未來各個時期都有明確發(fā)展目標(biāo)的廠商，足以證明豐田強(qiáng)勁的技術(shù)實(shí)力。

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