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用產品技術踐行對生態環境的尊重 豐田20年電氣化之路

汽車全面電動化的時代還有多遠?2030年,也就是20年后我們將可能徹底告別燃油車。

有一些數據便可說明汽車電動化的浪潮來勢多么兇猛:2025年,大眾集團將推出80款新型電動車,2030年前實現全面電動化;奔馳的腳步更快,將于2022年實現所有車型電動化;寶馬2025年新能源汽車將達到25款,未來同樣將實現全系電動化。

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世界汽車巨頭在電動化的道路上可謂是不留余力,2020年后,電動汽車產品陣營將會快速膨脹,風口就要到來。

然而,作為世界第一大集團的豐田汽車,卻始終給外界一種提不起興致的感覺。這與豐田所堅持的理念有著不可分割的關系。

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2014年,面對不斷變化中的經營環境,豐田汽車社長豐田章男提出了“年輪經營”理念。他宣布“今后的豐田汽車不會再勉強的盲目擴張求快,而是要追求持續性增長”。并鼓勵豐田人要正確處理好發展速度和經營質量的關系,腳踏實地,立足長遠,像年輪一樣扎實成長,企業才能經歷風雨,保持健康發展。

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即使是面對潛力巨大的新能源市場,豐田依然沒有盲目跟風,而是繼續穩扎穩打,按照自己的節奏前行。2016年12月,豐田汽車于東京宣布,正式加入激烈競爭的電動車競賽,這一宣言也意味著,豐田準備好了。

1997年,第一代普銳斯誕生,這是豐田為了更好的應對汽車產業所面臨的石油危機、二氧化碳排放增多、城市污染、全球氣候變暖等環境問題所采取的最有效的應對方案。而站在消費者的角度來看,混合動力車型最大的優勢在于超低的油耗、越級的動力表現以及比普通燃油車更低的保養費用。

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然而20年前,混合動力技術飽受質疑,甚至有跨國公司領導對它不屑一顧。但時至今日,混合動力幾乎成為所有汽車企業發展的方向,汽車業全行業也正站在體系性升級的爆發點。2015年,混動車型在日本銷量比例接近50%;全球范圍內,豐田所銷售的混合動力車型銷量已累計超過1200萬輛。

20年的堅持,不僅讓豐田成為了混合動力車型的領軍人,更使其在電動化領域積累了足夠的經驗與技術儲備。自1997年,豐田在電動車領域邁出了第一步后,時至今日,豐田混合動力車型產品陣營不斷擴大,已然涵蓋小型車、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2017年底,豐田混合動力車型數量已達38款。

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在這千萬級銷量的數字背后,豐田汽車一方面成為了全球唯一一家實現混合動力車型大規模商業化推廣的主機廠,混合動力車型得到了全世界消費者的認可;另一方面,混合動力車技術的普及讓豐田在節能減排方面貢獻突出,截止2017年年底,由于銷售混合動力車型所降低的二氧化碳排放總量已達9400萬噸。

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除此之外,20年的積累讓豐田在電動化的三大核心(電機、PCU、電池)技術上,擁有絕對的領先。

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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,不斷優化電動車動力總成,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已經提升至17000rpm,并且體積也有58%的下降。

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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,實現對車輛的控制,是整個系統的“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,實現低成本/輕量化開發。

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經過了四代系統的發展,豐田汽車的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。

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在巨大的技術優勢面前,豐田自然不會放過潛力巨大的中國新能源市場。根據豐田的產品規劃來看,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之間的純電續航里程,適合日常市內通勤,且更具經濟性。此外,插電混動車的續航里程可達到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人消費者接受。

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純電動車方面,自2020年起,豐田將加速中國市場的產品導入速度。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多年的技術累計,電池技術不斷取得突破將有效提升續航里程和電池壽命。

即便如此,在汽車電動化與節能技術的前沿,豐田并未止步不前,而是將目光投向了真正無污染的氫燃料電池。與此同時,在豐田看來,只有兼顧便利和環保的燃料電池車輛(FCV)才有望真正終結化石燃料的統治地位。

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基于這樣的判斷,豐田才會率先將旗下FCV計劃的首款量產車型——MIRAI投放市場。作為一款“普通人買得起”的燃料電池車,MIRAI的最大亮點在于低至520萬日元的價格,和普通的豐田皇冠相近。

2017年10月豐田開始啟動FCEV(氫燃料電池車) “MIRAI 未來”在中國的實證實驗,而豐田研發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加氫站網絡公司,這一舉措足以證明豐田對于燃料電車的重視,未來將與純電動車一并發展。

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至此,豐田也對未來的電動車有了一個清晰的規劃,在2025年以前會在全球推出10余款電動車(PHEV、EV、FCV),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,豐田預計電動車的銷售比例超過50%,EV和FCV車型的占比會超過10%。最終到2050年,會實現二氧化碳零排放的目標。

2015年,豐田汽車在“環境挑戰2050”戰略中明確提出:針對氣候變化、水資源缺乏、資源枯竭、生物多樣性減少等地球環境問題,以“使汽車產生的負面影響無限接近于零”和“為社會帶來正能量”為目標,豐田汽車將在打造“更好的汽車”、“更好的生產活動”、“美好城市和美好社會”3大領域發起挑戰。

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結語:

在豐田看來,支撐電動化移動社會的基礎需要優先完善社會基礎建設。豐田理想中的版圖,是電動化移動工具-能源-資源之間實現無縫可再生循環,有效利用報廢電池與氫能,形成穩定的能源閉環。與此同時,看似難以觸碰的理想,已經逐步落地。

“使汽車產生的負面影響無線趨近于零”不是一句空話。著眼百年后的豐田,不僅是一個單純的汽車制造商。他所追求的汽車理想國,是電動汽車與社會資源、能源的雙可持續發展,為移動社會的發展做出積極的貢獻。

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