鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:652次 | 2022年11月09日
豐田電動(dòng)化不唯電動(dòng)汽車四代混動(dòng)技術(shù)積累是基石
與其說從燃油車向新能源汽車的轉(zhuǎn)變,是源自對(duì)全球氣候的考慮,不如準(zhǔn)確地說是來自技術(shù)的不斷升級(jí)和創(chuàng)新。從內(nèi)燃機(jī)到電動(dòng)化的轉(zhuǎn)型過程中,技術(shù)才是核心。由此看,國(guó)內(nèi)應(yīng)聲而起的各種新勢(shì)力快馬加鞭的造車模式不由得引人深省,同樣,作為全球汽車巨頭的豐田汽車在電動(dòng)化領(lǐng)域的“慢”也值得讓人一探究竟。
日前,在豐田電動(dòng)化技術(shù)交流會(huì)上,豐田拿出了HEV(混動(dòng))車型電驅(qū)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的3套系統(tǒng)——電池包、PCU動(dòng)力控制單元和電動(dòng)機(jī),即我們常說的“三電”技術(shù)。豐田表示,正是經(jīng)歷了四代混動(dòng)技術(shù)的積累,才有底氣正式宣布全面電動(dòng)化。
四代混動(dòng)技術(shù)積累是基石
為了全面展示在“三電”方面的領(lǐng)先技術(shù),豐田方面的工程師現(xiàn)場(chǎng)將組件拆分為更細(xì)小的電池電芯、PCU中的IGBT功率半導(dǎo)體模塊和電機(jī)中的轉(zhuǎn)子、定子等零件。豐田的HEV車型進(jìn)化到第四代,上述零部件也同步更新了四代。當(dāng)工程師將每一代產(chǎn)品羅列排開對(duì)比時(shí),人們便能直觀感受到豐田在HEV領(lǐng)域的深厚積累。
以電機(jī)為例,通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)、提高磁阻轉(zhuǎn)矩比例、減少稀土材料用量,實(shí)現(xiàn)了小型化、輕量化、低損耗化、低成本化。2015年誕生的第四代電機(jī)比1997年的第一代電機(jī)體積小了一半有余,從5.1L減小到2.2L,同時(shí)最大功率從30kW提升到53kW,稀土元素用量降低96%,大幅降低成本。電池包方面,從第一代圓柱形鎳氫電池改良到第四代的方形鋰電池,立方體電芯在打包成電池組時(shí)比圓柱形的體積利用率高得多。此外,在損耗、散熱、電控和電池包在車內(nèi)擺放位置上,豐田都在進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化。豐田表示,掌握了這幾項(xiàng)技術(shù),再通過與發(fā)動(dòng)機(jī)、充電設(shè)備、燃料電池、儲(chǔ)氫罐等的組合搭配,就能制造出所有的電動(dòng)化車輛。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
回歸到具體車型上,豐田第四代驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率密度是第一代的約4.2倍。但在第一代普銳斯之前,根本不存在這樣的市場(chǎng)需求,自然也沒有這樣的現(xiàn)成產(chǎn)品,因此豐田只能自己開發(fā)。從第一代到第四代,普銳斯的驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子/轉(zhuǎn)子組成的核心構(gòu)件,體積從5.1升降至2.2升,功率從30千瓦升至53千瓦,最高轉(zhuǎn)速?gòu)?600rpm升至17000rpm。第四代普銳斯鋰離子電池包的體積比第一代縮小了67%,另一大核心部件,動(dòng)力控制單元(PCU),從第一代到第四代功率密度也提升了1.5倍,與此同時(shí),整個(gè)混合動(dòng)力系統(tǒng)在性能大幅提升的情況下,成本也大幅降低。
從某種程度講,汽車電動(dòng)化并不存在什么高精尖的技術(shù),難點(diǎn)在于如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)這三項(xiàng)核心技術(shù)的高性能化、小型輕量化,以及低成本化。其實(shí),這也是一切工程問題的難點(diǎn),而工程問題只有在不斷實(shí)踐中才能不斷積累經(jīng)驗(yàn),不斷優(yōu)化完善。截至今年4月,豐田混合動(dòng)力車的累計(jì)銷量已超過1200萬輛,每一臺(tái)HEV里都有電機(jī)、電池、電控,而且事實(shí)上混合動(dòng)力車型上的三電系統(tǒng),相比純電動(dòng)車技術(shù)更復(fù)雜。20多年的混動(dòng)技術(shù)開發(fā)實(shí)踐、1200萬輛HEV實(shí)際銷售,讓豐田積累了行業(yè)里最豐富、最先進(jìn)、最成熟的電動(dòng)化技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),也是豐田全面電動(dòng)化的最大底氣所在。
全面電動(dòng)化不代表全面EV化
電動(dòng)化無疑是汽車行業(yè)的未來,豐田從研發(fā)第一代普銳斯起,便認(rèn)識(shí)到電動(dòng)化技術(shù)是下一代車型的關(guān)鍵所在。但是,豐田也提出,電動(dòng)化并不等于EV(純電動(dòng))化,HEV(混動(dòng))、PHEV(插電混動(dòng))以及FCV(氫燃料電池車)都是汽車電動(dòng)化的不同方向,而且可能還是比EV更重要的技術(shù)方向。從市場(chǎng)份額來看,事實(shí)確實(shí)如此。截止到2017年1月底,豐田混動(dòng)累計(jì)銷量突破1000萬輛大關(guān),到今年4月底,已經(jīng)達(dá)到1200萬輛。也就是說,在15個(gè)月里,豐田混動(dòng)車型全球銷量就達(dá)到了1200萬輛。
在豐田看來,電動(dòng)化本身不是目標(biāo),豐田的目標(biāo)是到2050年全球銷售的新車平均行駛過程中CO2排放量削減90%。為達(dá)此目標(biāo),豐田將以混合動(dòng)力為基礎(chǔ),通過多樣化的電動(dòng)化汽車產(chǎn)品,推動(dòng)電動(dòng)化汽車的普及,這其中包括EV、PHEV,也包括FCV車型。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
事實(shí)上,在豐田未來的電動(dòng)化戰(zhàn)略規(guī)劃中,到2025年,傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)車型仍占相當(dāng)大比重,大約和HEV、PHEV比例相當(dāng),而EV和FCV僅占很小比例;到2030年,EV和FCV合計(jì)占豐田市售車型的比例也僅為10%左右,占大頭的是HEV和PHEV;到2050年,傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車比例將大幅降低,但是EV和FCV的占比依然有限,HEV和PHEV的份額會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。
豐田表示,到2025年前后所有在售車型將設(shè)定電動(dòng)化選項(xiàng),不斷擴(kuò)大普銳斯、Mirai這種電動(dòng)專用車的產(chǎn)品陣容,同時(shí)為所有車型設(shè)定電動(dòng)化車型選擇,屆時(shí),“只配備傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)專用車型將變?yōu)榱恪薄?duì)此,豐田汽車(中國(guó))投資有限公司執(zhí)行副總經(jīng)理董長(zhǎng)征特別強(qiáng)調(diào),燃油發(fā)動(dòng)機(jī)專用車為零,不是不銷售傳統(tǒng)燃油車,而是不再開發(fā)只搭載內(nèi)燃機(jī)的車型,屆時(shí)豐田的所有車型都有電動(dòng)化選項(xiàng),比如卡羅拉既有燃油版、混動(dòng)版,也有插混版和EV版,有的車型甚至只有電動(dòng)化版本,比如普銳斯和Mirai。
關(guān)于FCV的發(fā)展,除了有2014年發(fā)售的Mirai轎車車型外,豐田還將面向SUV、高檔車,以及巴士、卡車等商用車,擴(kuò)充產(chǎn)品陣容。目前,Mirai已經(jīng)在日本、美國(guó)和歐洲上市銷售,并且已經(jīng)開始在中國(guó)以及世界各地開展實(shí)證實(shí)驗(yàn)。去年10月,豐田在常熟的TMEC內(nèi)建設(shè)加氫站,開始進(jìn)行實(shí)證實(shí)驗(yàn),此外,豐田還將推動(dòng)電動(dòng)零部件的國(guó)產(chǎn)化,推動(dòng)電動(dòng)化技術(shù)在中國(guó)的扎根。HEV類別,在油耗、成本、行駛性能方面進(jìn)一步升級(jí)以往的豐田混合動(dòng)力系統(tǒng)。
中國(guó)是豐田電動(dòng)化戰(zhàn)略要地
對(duì)于中國(guó)市場(chǎng),豐田表示“中國(guó)市場(chǎng)正成為豐田電動(dòng)化道路上的重要戰(zhàn)略地區(qū)——甚至是最重要的?!必S田技術(shù)專家久保馨表示:“除了政策因素,豐田認(rèn)為EV實(shí)際上是電動(dòng)化非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),研發(fā)出的產(chǎn)品將在全世界進(jìn)行投放,但從時(shí)間、速度,包括優(yōu)先度上來說,肯定要選擇顧客最多且EV產(chǎn)品需求最大的中國(guó)優(yōu)先來推廣,因此從時(shí)間點(diǎn)上來說中國(guó)是優(yōu)先的。中國(guó)是我們非常重視的一個(gè)市場(chǎng),所以我們也非常努力、盡全力在針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)要上的EV產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)?!?/p>
“豐田將于2020年首先在中國(guó)正式引進(jìn)自主研發(fā)的量產(chǎn)型EV,之后向全球推廣豐田和雷克薩斯兩個(gè)品牌的產(chǎn)品。然后,計(jì)劃到21世紀(jì)20年代前半期在全球推出10多款EV。”這是豐田在此次電動(dòng)化技術(shù)交流會(huì)上透露的信息。
今年豐田在中國(guó)的銷量增長(zhǎng)明顯。數(shù)據(jù)顯示,今年前7個(gè)月在華累計(jì)銷量最高的日系企業(yè)是日產(chǎn),銷量為82.73萬輛,同比上漲9.5%;豐田緊隨其后,前7個(gè)月在華累計(jì)銷量為80.74萬輛,同比增長(zhǎng)10.2%。但豐田增長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁,7月在華累計(jì)銷售新車12.74萬輛,同比增長(zhǎng)17%,創(chuàng)單月銷量歷史新高,前7個(gè)月已完成全年140萬輛目標(biāo)的57.67%。
一直秉承“年輪經(jīng)營(yíng)”的豐田,其實(shí)早已意識(shí)到樹木不可能一日成才,只有通過多年積累,吸收足夠養(yǎng)分,歷經(jīng)歲月洗禮,才能長(zhǎng)成參天大樹。在電動(dòng)化方面,此前豐田難免給外界慢半拍的印象,但正是這種不愿賺快錢的理念,讓豐田有了足夠應(yīng)對(duì)未來變化的底氣。