混动只是开胃菜丰田电动化的百年大计

在中国市场，丰田向我们展示的对新能源方向的努力，目前看起来似乎仅限于混合动力车型，例如我们耳熟能详的凯美瑞双擎以及雷凌和卡罗拉双擎等。不过对于对待新技术谨慎且善于技术保留的丰田来讲，混动其实只是开胃菜，而背后却是全面电动化的百年大计。

· 电动化不是目的，而是途径

由于发展中国家的人口增涨和汽车的普及，预计2050年汽车保有量将比2000年增加3倍。而全球化的产业和技术的发展，人口数量的增加，汽车的普及导致化工石油的大量消费，则引出了3大社会课题：减少化工石油燃料的使用、减少co2排放应对地球变暖、防止大气污染。

汽车的普及导致化工石油的大量消费，引出了3大社会课题：减少化工石油燃料的使用、减少co2排放应对地球变暖、防止大气污染。

不论是出于改善当前形势还是应对环保政策为目的，相比传统燃油车碳排放量更低的新能源车型，其大范围的普及迫在眉睫。

能从这张图看出，包含HEV、PHEV等不同形式的新能源车型，在一辆汽车的整个生命周期内，相比传统燃油车在碳排放层面都有着绝对的优势。

这张图能够更加直观地展示丰田混动车型在尾气排放方面的优势，能看到图中代表丰田混动的蓝色图标，在CO2排放区域里处于很低的水平。

所以能看到，丰田新能源战略并不是以电动化为目的，而是通过降低电动车辆零部件和行驶中产生的CO2，以及制造新的燃料用以减少CO2的排放，也就是说电动化对于丰田来说更是一种降低排放的途径。

·丰田对电动车的布局，比你能想象到的还要早

其实丰田对电动化的探索，早在上世纪七十年代就已经开始着手。紧接着在八十年代，就已经落地了独立研发的电动汽车Townace van EV和EV10、EV20、EV30以及EV40。以上这些车型可能大多数人都很陌生，不过在九十年代末（1996--2003），实用的RAV4 EV正式在日本及美国销售，并获得了不错的反响。

RAV4 EV于1996年上市，最大续航能达到175km，动力方面，丰田RAV4 EV的纯电动系统是由美国Tesla特斯拉汽车公司提供，电池组的最大容量为30kWh，用家庭插座（220V）一次充满电用时约8h。

随着丰田混动系统的日趋成熟，由于兼具燃油经济性和较低的研发/制造成本，混动系统便开始逐渐普及于旗下主要车型中。例如中型/中大型轿车范围内的皇冠、雷克萨斯LS/GS和凯美瑞等车型都逐渐应用混动系统。

在新世纪之初，丰田开始布局混动技术，而S170系列皇冠车型也成为了新技术的先行载体。

不单单是轿车，SUV车型例如雷克萨斯RX，以及MPV埃尔法也在同期应用了丰田的混动系统。对于这些身材较大，排量也稍大的车型来讲，混动系统的介入对油耗的帮助要比小型汽车效果更加明显。

当我们梳理丰田电动化之路至2000年附近，那么必然要提到一辆对美国乃至全世界都至关重要的里程碑车型--丰田普锐斯（Prius）。第一代Prius于1997年上市，丰田从此开始将这套混动系统命名为我们所熟知的THS（Toyota Hybrid System）。

3.22L/100km，第一代Prius的油耗表现即便是放至现在也很出色。最重要的是，第一代车型的价格与当年的卡罗拉基本相似，在如此高的研发成本背后，这个价格可以说相当平易近人。

至2017年1月，丰田的THS混动系统就已经在全球销量突破1000万辆，而这其中Prius绝对称得上是这份荣誉里的功臣。随着THS系统不断地更迭与升级，最新一代Prius的动力性能和油耗水平已经达到了行业内非常高的水平。

· 丰田的电动化之路，经历了哪些关键技术的革新？

纯电动汽车与混动车型在“电”的技术重叠领域可以分为三部分：电动机、电控系统以及电池，二者区别在于三个核心部分占整个动力系统的比重。可以理解为，“三大件儿”在一辆车动力系统中所占比重的不同，决定了一辆车的驱动形式。

“三大件儿”--电动机、电控系统和电池在一辆车动力系统中所占比重的不同，决定了一辆车的驱动形式。

（1）电动机：低损耗、轻量化/小型化、低成本化

电动机在混动或纯电车中是动力输出的源头，在四代的技术革新过程中，丰田通过改变内部结构，使电动机实现了小型化/轻量化的同时，电动机的性能也得到大幅提升。

丰田初代电动机最高转速仅为5600rpm，最大功率仅为30kW，受结构所限，电机的体积达到5.1L，线圈的形状为传统的圆线，导致能量密度等关键指标，与第四代产品相比要逊色不少。

第四代电动机能够实现小型化的关键技术点之一，就是提高线圈占空系数，由传统的圆线变为平角线，这一改变使体积缩小了2.9L。

第四代电机通过升压系统的加持，使电压由288V提升至500V，同时使转速大幅度提升至17000rpm，功率升高至53kW，相比初代电机提高约77%。

（2）电池组：小型化，轻量化，高输入/输出化

正如传统燃油车的油箱一样，对于纯电或混动汽车的电池组，其大小和位置同样重要。在保证电池容量的前提下，越小的电池体积就意味着车内的乘坐空间也会进一步得到释放。丰田混动系统的电池组体积由初代的近90L，经过历代的优化，体积缩小了67％，进步十分显著。

对消费者而言，在使用层面，电池小型化对车内空间的优化是非常明显的，从最初的占用行李厢空间，到电池缩小到可以放置于后座下，技术的革新对车辆实用性的提升是显而易见的。

最初的混动系统电池包体积近90L，整个控制电路面板的体积将近2.388L，同时风冷装置也占据了很大一部分空间。

而高度集成化的第四代电池包，其体积大幅缩小67％。主要归功于电路面板体积的减小，以及对风冷系统的优化。另外，通过调整耐电压设计，也实现了（ SMR 、电流传感器、限流电阻）等零部件的小型化。

（3）电控系统：低损耗、轻量化/小型化、低成本化

混动系统中的发动机和电动机如何协同工作？什么时候介入？什么时候退出？电控系统在整个混动系统中的作用就像是人类的大脑，时刻维持着系统的正常、高效运作。而低损耗/成本以及小型化则是这个“大脑”的进化方向。

丰田初代PCU就具有了诸多世界首创的新技术，比如温度传感器内置、低应力热散板等。

PCU进化至4代，通过使用全新的双面叠层冷却技术，以及体积更小的功率半导体，PCU整体体积得到大幅减小，体积的优化也使得其能够放置于驱动桥上方，对前驱车来讲既能够放置于发动机舱内，又节省了车内的空间，并且还使整车重心得到降低。

· 丰田在电动化发展的进程中如何布局未来？

如何布局未来，是一个企业是否能够长期保持鲜活生命力的核心所在。而丰田的电动化历程对未来当然有着非常明确的规划。

· 2020年，丰田会将EV车型正式引入国内（纯电动C-HR和奕泽IZOA），之后向全世界推广丰田和雷克萨斯两个品牌的电动车型。

· 2025年前后，所有车型均会配备电动化专用车型或电动车型。

· 2030年前后，电动车型在全车型中所占比例达50％以上。

· 2050年，实现零排放，100％车型实现电动化。

编辑点评：从上世纪中叶，汽车尚未全面普及的年代，丰田就已经着手布局新能源市场。时至今日，电动系统中的核心部件都已经历了四次的革新或升级，正是由于丰田对技术也可以说对汽车环保的执着与不懈，才造就了其混动系统在全球范围内有着无法动摇的地位。