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20年厚积一朝薄发 上海车展丰田电动化产品解读

发布时间:[2019-06-10]       返回列表

20年厚积一朝薄发 上海车展丰田电动化产品解读

  本届上海车展,丰田一举亮相多款电动化车型,量产纯电动车奕泽/C-HREV车型全球首发,全新RAV4荣放双擎、MPV埃尔法双擎和威尔法双擎也是首次登陆中国市场。 和我们以往的印象不同,这次丰田让汽油车站在一旁,将展台C位留给这些既熟悉又陌生的面孔,精心设计的电动化产品矩阵不但让丰田再次成为车展的话题焦点,背后更能看出丰田这家历史悠久的头部车企,他在电动化转型中的自信与稳健。   我们知道,很多车企在新能源领域走得并非一帆风顺,不仅现阶段纯电汽车的使用场景问题,电动车自身的品质和可靠性也是良莠不齐。

众所周知,丰田在传统燃油车领域一直是消费者最信赖的品牌之一,“买丰田能传代”这样的梗也被网友们玩到飞起。

可过渡到电动化时代,没有了复杂的动力系统架构,换成看上去比较“简单”的电驱系统后,丰田在消费者心中的产品优势还能继续保持吗?20年电动化技术积累  首先我们立一个Flag:丰田是世界上为数不多的,拥有完整电动化产品开发经验和技术积累的汽车厂商。

  我们把时间拨回上世纪80年代,那还是汽油车占据绝对统治地位的时期。

那时候,丰田就前瞻性地认识到了节能、低排放的重要性,并认为车企负有环境保护的社会责任。

彼时,丰田就对电动车进行过一些尝试,例如推出过EV-10到EV-40系列的小型纯电动车。   但由于当时电池、电驱方面技术尚不完善,纯电动车型不可能与汽油车“正面交锋”。

为了同时满足实用性、低排放和可靠性三个硬核条件,丰田转变思路——让汽油车逐渐过渡到电动车,这可以看做是电动化理念的发源。   基于这个思路,丰田开发出大名鼎鼎的THS混合动力系统,并于1997年推出具有划时代意义的普锐斯车型。

可以说丰田其实是电动化研发起步最早的车企之一。

从第一代普锐斯开始,丰田就以三电系统为核心,一步步升级THS混动系统的效率和性能,一直到今天。   以电池性能为例,丰田在20多年的研发历程中秉承小型化、轻量化、集成化的理念,目的是提升整套系统的效率。 从上图中可以直观看到,第一代电池模块是用多节1号规格的镍氢圆柱电池串联而成,一代后期就改为了容积效率更高的方形电池。 到了最新的第四代电池,正极材料升级为能量密度更高的锂离子,电池Pack的体积也大幅缩小。

相比第一代,第四代电池Pack的体积比缩小了76%,能量密度得到很大提升。

  在电动化技术演进中,丰田的电机体积从第一代的缩小到第四代的,同时系统功率从30kW翻倍达到60kW,最大转速也提升至17000rpm。

从照片中水平的直观参照中也能看出第四代与第一代电机转子、定子之间巨大的体积差异。   体积的减小并没有我们想象中那么容易,特别是丰田一定要保证每一代电机的高可靠性。 例如,第一代电机的绕组采用圆柱形铜丝,而到了第四代则改进为方形绕组,就是因为方形比圆柱形能够更好地填充绕组之间的空隙。

方形绕组铜丝外表面的薄膜加工难度更高,所以从这个细节我们就能看出,简单的体积优化背后,是丰田在底层技术研发上所做的巨大努力。   电控方面,集成化是PCU体积减小的重要手段。 丰田在第四代开创性地采用层叠结构的IPM功率模块,可以根据车型的高低定位来增加或减少层叠数量,自由度高,体积也比前三代的平面结构得到优化。 另外,第四代的PCU针对功率半导体采用双面冷却系统,性能更加稳定,还是那句话,丰田的理念要求他不可能在技术进步、集成度提高的同时对可靠性做任何的妥协。   以上,只是在丰田20多年电动化技术发展历程中挑选了三个很小的例子,诸如此类细节,如果全部书写下来,那岂止是几本书的承载量?过去的虽然已经成为历史,但丰田在这20多年电动化技术发展过程中,积累下的研发经验、可靠性数据、试验方法乃至车型匹配的功力,是其他车企很难复制出来的。 也正因如此,丰田成为目前世界上为数不多同时拥有HEV、PHEV、EV车型完整研发链条和底层技术实力的汽车厂商。

这些有形和无形资产最终使得丰田产品一直是“不鸣则已一鸣惊人”的强大存在。 全面领先汽油车的电动化产品。

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