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2019丰田技术空间剖析混动技术四次换代的本质

2019-08-12 17:00:16 来源: 汽车频道 张磊

对于车型的换代来说,我们似乎已经司空见惯了,凯美瑞出到了第九代,卡罗拉出到了第十一代,而丰田的历史一共才82年。普通消费者一般对于换代车型最大的观感就是,外观更契合当代审美、动力操控更有卖点,却很少有人会深究,在这一代一代的换代过程中,车企在研发层面上做出了哪些突破,完成了哪些技术难点?又有几个人会深究,在持续通货膨胀的当下,换代车型能保持住老款车型的售价,利润点究竟在哪里?近日,我参加了“2019丰田技术空间”活动,看到了丰田汽车在四代混动科技上的成就,略有所得。

谈及混合动力车型,不得不提1997年问世的普锐斯,这是世界上最早实现批量生产的混合动力汽车。2005年在中国上市的普锐斯是第二代,2009年是第三代,目前在售的双擎就是第四代。纵观这四代产品,在“三电”层面上可以总结出三大特点——“小型、轻量化”、“低损失化”和“低成本化”。而且,这三个特点也能衍生到纯电动汽车上,哪哪都适用。

上图就是四代丰田混动系统中变压器和功率模块的演变过程,从左到右看

小型、轻量化很好理解,日系车相比于德系车最大的特点就是轻量化,这个谈不上是优点还是缺点,只能说两者的造车理念略有不同。日系车认为车子轻了就能节省燃油,提升产品的竞争力。目前市面上有些豪华车型采用了全铝车身就是出于这种考量,经济性上去了,成本也就上去了;逼格上去了,维修成本也会上去;如何在正方与反方中达到一个平衡是最难的。小型化也是这个道理,材料用得少就能节约成本,还能解放空间。

丰田混动四代PCU动力控制单元的演变,电压从288V升到600V,体积从17.4L降到8.4L

低损失化说的就是效率要高。要知道,内燃机的热转化转化率本来就很低,目前民用产品效率最高的也就在40%左右。制约效率的瓶颈主要是需要克服摩擦力、燃油的雾化等技术物理因素。理论效率可以达到60%左右,主要是低摩擦技术、热电转换的混合动力输出(整车的动力输出效率,严格说并不是发动机的直接效率)。还有就是车辆的风阻系数,越低就越有效率。

丰田第四代电动机定子,采用扁铜线设计,更节约空间,提升效率

最后就是低成本化。这点就很矛盾了,以目前的科技含量来说,想要在现有的基础上开发新一代产品,想要采用更便宜、更少的材料,就需要大量的研发费用,这可是要直接算在成本里的。如果最后研究不出来,轻则影响利润,重则资金链断裂。这其实很考校一个企业的技术储备和研发能力。一般人会把低成本理解为生产成本,这也没错,所有在生产过程中产生的费用都算成本。

下一步,丰田可能会在燃料电池车(FCEV)上投入较大的力气研发,从使用角度上来说,这种模式是最贴近目前的燃油车的,只要把加氢理解成加油就行了。不需要像纯电动车一样长时间充电,更有效率。只是,研发、普及估计还有很长一段路要走……

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