一直以來，談到豐田的新能源技術(shù)，人們往往想到的只有普銳斯和混合動(dòng)力技術(shù)�？赡苁且�?yàn)樨S田的混動(dòng)技術(shù)太知名，再加上豐田的行事風(fēng)格太低調(diào)太愚直，人們始終不知道，發(fā)展混動(dòng)技術(shù)僅僅是豐田為了實(shí)現(xiàn)汽車電動(dòng)化發(fā)展中的一個(gè)步驟。

在上一期豐田電動(dòng)化系列報(bào)道中，人民網(wǎng)汽車頻道報(bào)道了豐田電動(dòng)化技術(shù)以及相關(guān)發(fā)展歷程(詳情請(qǐng)點(diǎn)擊：只有混動(dòng)獨(dú)步天下?其實(shí)在整個(gè)電動(dòng)化領(lǐng)域豐田早已布局二十年)。本期，讓我們一起了解一下豐田在電動(dòng)化領(lǐng)域究竟做了什么，作為全球銷量第一的汽車集團(tuán)，面臨著電動(dòng)化的全新趨勢(shì)，豐田布局之早、技術(shù)儲(chǔ)備之豐富，都是令人意想不到的。

車輛電動(dòng)化有三大關(guān)鍵技術(shù)，分別是電動(dòng)機(jī)、PCU(電控單元)和電池技術(shù)。這三大技術(shù)加上發(fā)動(dòng)機(jī)就是HEV;加上充電設(shè)備就是EV;同時(shí)加上發(fā)動(dòng)機(jī)和充電設(shè)備就是PHEV，而加上燃料電池和儲(chǔ)氫罐就是FCEV。所以無論哪種形式都離不開這三大關(guān)鍵技術(shù)，豐田就是在這三大關(guān)鍵技術(shù)上有著自己獨(dú)到的研究，也是豐田電動(dòng)化發(fā)展的成果。

豐田自上世紀(jì)70年代開始研究，直到第一代普銳斯的問世，可以說就掌握了這三大關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和制造。而接下來的20多年里，豐田做的就是把電動(dòng)機(jī)、PCU和電池實(shí)現(xiàn)輕量化小型化，同時(shí)還要有更高效能和更優(yōu)品質(zhì)，但成本只降不升。

我們知道，電動(dòng)車之所以難以發(fā)展，一個(gè)重要的瓶頸就是電池的儲(chǔ)能密度太低。燃油車實(shí)現(xiàn)500公里的續(xù)航，只需50L左右的燃料就足以，而純電動(dòng)車，則要安裝數(shù)百公斤的電池包。

豐田一直在致力于電池包的減重。通過零部件小型化和整合，每一代的普銳斯電池包體積都在縮小。此外通過電極材料和控制改良，電池的整體性能和針對(duì)不同車型的通用性也有了大幅提升。最新一代的電池組最大輸入功率比第一代提升了68%，最大輸出功率提升了28%。

具體到電池上，第一代普銳斯電池單體采用了圓形Ni電池，到了第四代已經(jīng)優(yōu)化為方形LI-ion電池。此外豐田在混動(dòng)系統(tǒng)中加入升壓轉(zhuǎn)換器，從而降低電池額定電壓，減少電池單體數(shù)量。這也讓電池在車內(nèi)布局上選擇性更多，在不影響使用空間的同時(shí)，小型車搭載混動(dòng)系統(tǒng)變得更為容易。從第一代安置于后座背面到第四代電池包可以安置于后座之下，安置位置的變化也為擴(kuò)大后備箱體積做出了貢獻(xiàn)。

在動(dòng)力控制單元(PCU)方面，同樣也是遵循低損耗、輕量化和低成本的開發(fā)原則。距離來說，第一代PCU的體積高達(dá)17.4L，而發(fā)展到第四代，體積幾乎縮小了一倍，僅為8.4L，同時(shí)輸出功率密度則提升了2.5倍。

PCU主要由IPM、升壓變壓器、電抗器、冷卻器、DCDC變頻器構(gòu)成，從第二代普銳斯開始增加升壓變壓器，將系統(tǒng)電壓提升到500V，追加升壓變壓器的目的在于降低電流和設(shè)備損耗，從而同等功率下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型高效及低成本化。冷卻性能層面，第四代PCU采用雙面冷卻結(jié)構(gòu)大幅提高冷卻性能。

豐田針對(duì)電機(jī)技術(shù)優(yōu)化主要包括優(yōu)化電機(jī)特性和減速機(jī)構(gòu)提升電機(jī)小型輕量化，提高電動(dòng)機(jī)冷卻性能、推高電價(jià)驅(qū)動(dòng)單元效率降低損耗、提高電動(dòng)單元靜謐性。

針對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的小型輕量化技術(shù)，豐田從第三代開始采用齒輪傳動(dòng)，降低縱向距離。第四代驅(qū)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)采用平行軸設(shè)計(jì)。最終通過改變齒輪組、電動(dòng)機(jī)室油室化、優(yōu)化油位等，將損耗降低了60%。

第一代電動(dòng)機(jī)體積為5.1L，到了第四代體積已經(jīng)降低到2.2L。第四代電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)17000rpm，轉(zhuǎn)速比第一代提升了3倍。

第四代電動(dòng)機(jī)定子繞組線圈采用方線(平角線)布局，增加銅線面積提高線圈槽滿率，提升通過電流。

可以看到，這三大關(guān)鍵技術(shù)歷經(jīng)了四代發(fā)展，豐田的混動(dòng)技術(shù)也歷經(jīng)了四代發(fā)展。從97年的第一代普銳斯到現(xiàn)在的第四代普銳斯，混動(dòng)系統(tǒng)的體積逐代減小、成本逐代降低、性能逐代提升，而燃油燃燒效能也逐代提高。第一代普銳斯消耗一升燃油可行駛28公里，如今第四代消耗一升燃油可行駛40.8公里，大大減少了化石燃料的消耗，降低了二氧化碳的排放。這就是成果，而這些除了推動(dòng)混動(dòng)技術(shù)的發(fā)展之外，更極大地推動(dòng)了豐田EV、PHEV和FCEV的同步進(jìn)步。

在發(fā)展混合動(dòng)力技術(shù)的同時(shí)，豐田并沒有拘泥于單一的技術(shù)路線。2013年，豐田基于自家的微型車iQ推出了iQ EV純電動(dòng)版本。這臺(tái)微型電動(dòng)車僅僅是豐田的一次試水。

不只是電動(dòng)車，豐田早就開始了對(duì)燃料電池的布局，旗下的Mirai就是較早量產(chǎn)并面向開放市場(chǎng)的氫燃料電池車(FCEV)，早在2014年就已面世。通過從HEV普銳斯研發(fā)的成功經(jīng)驗(yàn)中，燃料電池車的發(fā)展也在不斷汲取著養(yǎng)分。于是我們能夠在2014年看到氫燃料電池車Mirai的上市。Mirai采用的氫燃料電池技術(shù)可以讓氫氣在催化劑的作用下與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生電能，并通電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。但其相比于純電動(dòng)車的優(yōu)勢(shì)在于其無需充電，只用加氫氣的方式實(shí)現(xiàn)續(xù)航，大大縮短了每次“進(jìn)站”的時(shí)間，相當(dāng)于用氫燃料代替了汽油和柴油等化石燃料，加氫3分鐘續(xù)航超500公里。由于氫氧反應(yīng)后排放的氣體僅為水，因此實(shí)現(xiàn)了0污染。

另外，普銳斯也沒有局限于混動(dòng)形式，插電混動(dòng)形式的普銳斯也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。如果說第一代普銳斯之前，豐田還在做技術(shù)儲(chǔ)備的話，那從第一代普銳斯開始，HEV就開始得到普及，而豐田的電動(dòng)化技術(shù)也開始蓬勃發(fā)展。

可以看出來，經(jīng)過20年的發(fā)展研磨，豐田對(duì)電動(dòng)化技術(shù)有著深厚而扎實(shí)的儲(chǔ)備。但是為什么直到2020年，豐田才愿意全面推進(jìn)EV戰(zhàn)略呢?

這又要回到豐田的造車?yán)砟钌蟻�。愚直的豐田始終沒有忘記自己的“初心”。既然電動(dòng)化的根本目的是解決環(huán)保問題，那么豐田確實(shí)還有些事沒找到答案。

事實(shí)上，在我國(guó)純電動(dòng)車在行駛過程中雖然確實(shí)相比燃油車環(huán)保，但是在能量制造和儲(chǔ)備過程中、車輛制造過程中、行駛時(shí)、維修時(shí)以及報(bào)廢后，等等各個(gè)環(huán)節(jié)中的環(huán)保問題尚難以解決。雖然這樣“100%”的環(huán)保不可能一蹴而就，但豐田人認(rèn)為，第一款EV車在制造時(shí)，就得盡可能的節(jié)能環(huán)保。

舉一個(gè)例子。在城市中設(shè)立移動(dòng)充電車給車輛充電的方案，豐田人覺得并不理想。即便這臺(tái)充電車也是電動(dòng)車，但它載著幾噸重的電池在大街上跑，這很不環(huán)保!目前豐田的解決方向是非接觸式自動(dòng)充電，也就是現(xiàn)在手機(jī)實(shí)現(xiàn)的無線充電。

再舉一個(gè)例子，一些廠家連電池如何回收，稀有金屬如何提取都沒萬全之策，就接二連三地推出電動(dòng)車，這也很不環(huán)保，豐田人覺得這是車企未雨綢繆的責(zé)任。豐田的混合動(dòng)力，從1997年量產(chǎn)普銳斯到現(xiàn)在，回收利用的體制就在不斷實(shí)施、探索、改進(jìn)。

事實(shí)上，豐田的電動(dòng)化布局不只僅限于產(chǎn)品。要實(shí)現(xiàn)豐田所構(gòu)想的電動(dòng)化移動(dòng)社會(huì)，還需要讓電動(dòng)化產(chǎn)品和資源能源達(dá)成和諧的局面。報(bào)廢電池的再利用再循環(huán)可實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約和循環(huán)使用。另外則要有效的利用電能和氫能等可再生能源，降低對(duì)化石燃料的依賴，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。為此，豐田建立了Hama Wing制氫工廠、虛擬電廠、氫燃料網(wǎng)絡(luò)、低碳?xì)涔��?yīng)鏈等，這樣就有效的利用可再生能源實(shí)現(xiàn)了“制造、運(yùn)輸、使用”整體的低碳化。

制造出高水平的電動(dòng)化車型或許不難，但要構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的電動(dòng)化移動(dòng)社會(huì)卻不容易，然而豐田似乎已經(jīng)做出了成績(jī)。這就源于其幾十年來的電動(dòng)化探索，以及不僅限于產(chǎn)品的電動(dòng)化理念。如果汽車行業(yè)沒到轉(zhuǎn)型之際或許豐田還想再沉淀幾年，以求以更加完美的姿態(tài)出現(xiàn)，不過現(xiàn)在電動(dòng)化殺聲四起，豐田也不得不亮劍了，而這豐田電動(dòng)化的劍也確實(shí)鋒利無比。

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