汽車電動化的先驅者 看豐田如何“秒變”老司機

豐田在國內的電動產化品并不多，許多人都覺得豐田在新能源領域只是一個“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如何領先之時，仿佛很少能聽到豐田的聲音。但其實豐田在電動化領域中，已經(jīng)是一個十足的“老司機”了。

作為全球知名的汽車制造商，豐田在汽車技術研發(fā)上所取得的成就得到了全世界范圍的認可，給消費者留下了經(jīng)濟實惠、油耗低以及品質可靠的良好印象。并且豐田一直走在世界汽車技術的前沿，其混動動力技術可以說引領了全球汽車產業(yè)由傳統(tǒng)內燃機向混合動力發(fā)展的新紀元，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之所以領先大部分汽車廠商，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，但由于當時技術限制，完全放棄汽油/柴油動力是不切實際的，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，城市污染更加嚴重等也被豐田看在眼里。為了應對這些問題，第一代普銳斯在1997年應運而生，豐田邁出了在汽車電動化領域非常重要的一步。

第一代普銳斯為豐田打開了新能源車的市場，隨后該技術被廣泛應用到旗下各類產品中，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，累計銷量達到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、PCU、電池），擁有絕對的技術領先。

在電動機方面，豐田通過汽車變速箱累計的驅動技術與電動機技術結合起來，不斷優(yōu)化動力總成，主要圍繞在電動機小型輕量化、低損耗化以及低成本化上進行升級。第四代THS通過以逆向從動齒輪減速與行星齒輪組替代鏈式傳動，相比第一代THS 5600rpm的轉速，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針對定子線圈的結構進行了調整，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)達到了第一代THS的1.3倍，有效降低了電能損耗，電動機功率也有原先的30kW上升到了53kW?？赡苡性S多人對于為什么豐田第四代THS的電動機功率沒有第三代高產生了疑問，因為隨著汽車整體制造的發(fā)展，車身各零件重量均有降低，在達到同等甚至更好的運動性能的情況下，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的成本，主要通過結構優(yōu)化降低了磁鐵的使用量。許多人都知道，最大轉矩是界定電動機性能的一個關鍵數(shù)據(jù)，卻不清楚它是從何而來。電動機所產生的轉矩是通過磁鐵轉矩與磁阻轉矩共同作用的結果，在原先技術不發(fā)達的時候，只能采用更多的磁鐵，以此來提升合成轉矩。但豐田通過改善轉子磁鐵配置結構，有效提升了磁阻轉矩，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，能夠將電池的電力轉送給電動機的電力轉換器，實現(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，以雙面疊層冷卻結構代替了第三代THS的直接冷卻結構（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體積和質量相比第一代減小了一半，功率密度卻達到了2.5倍之多。隨著體積逐漸減小，在車內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)動機艙內，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小型化實現(xiàn)在驅動橋上方搭載，輔助電池也能由后備廂轉移到發(fā)動機艙內，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。傳統(tǒng)動力車型上，汽油或是柴油被儲存在郵箱當中，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大了行李廂空間。此外，電池控制單元、電池冷卻風機、電氣設備零部件以及維修塞等也都進行了小型化升級，進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上都處在世界領先的位置，推出的產品自然受到了世界各地消費者的青睞。

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，讓國內消費者感覺豐田好像有一些“掉隊”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？事實上，無論是技術發(fā)展還是市場發(fā)展，全面電動化都不是一蹴而就的。人們用車習慣不會因為電動車的出現(xiàn)而被快速改變，并且該市場還處于初級階段，電能的獲取、轉化和存儲技術還并未成熟，社會基礎設計并未健全，電動車在短時間內并不適合被大規(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備，此前一貫發(fā)展的混合動力技術，繼承了傳統(tǒng)汽車技術體系又融合了大量的新能源技術，對電池、電機以及電控技術上形成了大量的技術儲備。這些積累對于未來電動化產品的量產打下了堅實的基礎，即將推出的產品（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者們，不要著急，它們馬上就會進入到國內市場當中。

根據(jù)豐田的產品規(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品，逐漸受到更多消費者的青睞。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，適合日常市內通勤，且更具經(jīng)濟性。此外，插電混動車的續(xù)航里程可達到700km-1000km，也不會讓人因為電量不足而感到擔憂，相比于純電動車更容易讓消費者接受。

純電動車方面，自2020年，豐田將以中國為首加速導入全新產品，首先推出的是基于C-HR/奕澤IZOA打造的純電動SUV。新車是TNGA架構下生產的車型，其基本性能以及產品品質將得到極高的保障，并且成本會大幅下降。此外，得益于豐田在新能源車產業(yè)多年的技術累計，電池技術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市場中主流的新能源產品，豐田對這些產品都做出了相應的布局。在國內消費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)開展了實證試驗。燃料電池車是純電驅動車型中的一種，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”在中國的實證實驗，豐田研發(fā)中心的加氫站也同時落成。2018年3月，豐田、日產、本田、JXTG能源、出光興產、巖谷、東京燃氣、東邦燃氣、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氫燃料電池車(FCEV)加氫站的“日本加氫站網(wǎng)絡公司，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，豐田預計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，會實現(xiàn)二氧化碳零排放的目標。

結語：豐田在HEV領域大有成就，但并不意味著豐田只執(zhí)著與此，而是根據(jù)市場環(huán)境的變化和消費者的需求，適時推出各類產品。在20余年的技術積累以及1200萬輛銷量所打下的基礎上，豐田對于整個電動化產業(yè)的認知以及核心技術都世界領先地位，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)展目標的廠商，足以證明豐田強勁的技術實力。

       轉自：搜狐

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