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探訪日本名古屋之三:豐田汽車混合動(dòng)力技術(shù)

夏星

  【車訊網(wǎng) 報(bào)道】汽車最為核心的東西,既不是液晶屏,也不是互聯(lián)網(wǎng),而是動(dòng)力與底盤方面的技術(shù)。在這方面,與某些廠家相比,豐田確實(shí)技高一籌,何出此言?請(qǐng)看本文。

  在日本,豐田從事汽車制造,相對(duì)比較晚,在它之前的1910-1920年,陸續(xù)出現(xiàn)過好幾個(gè)汽車廠,但普遍勢(shì)單力薄,歷經(jīng)周折,沒能直接傳到今天,比如日產(chǎn)與五十鈴的部分前身。

  豐田汽車誕生后,也歷經(jīng)過許多磨難,磕磕絆絆,好不容易才逐漸壯大起來。這里面的原因是多元的,包括車型、能耗、售價(jià)、品質(zhì)、性能,等等。其中的能耗、品質(zhì)和性能,與技術(shù)直接掛鉤。所以我認(rèn)為,汽車廠若想長盛,技術(shù)是基礎(chǔ)。

  豐田喜一郎創(chuàng)建汽車部時(shí),首先花大價(jià)錢建立實(shí)驗(yàn)室,從研究材料入手,就是最好的例證。

  近幾年我國汽車圈很熱鬧,不斷出現(xiàn)“新人”,沒錯(cuò),電動(dòng)車的結(jié)構(gòu)確實(shí)比燃油車簡單多了,但門檻的降低,并不意味著可以忽視技術(shù),靠營銷、靠包裝、靠一些虛頭巴腦的東西,也許能贏得一時(shí),但恐怕很難長久。

  那么,豐田汽車的技術(shù),都留下了哪些發(fā)展足跡呢?

  下圖是1955年的皇冠。當(dāng)時(shí)的轎車,還是非承載式車身結(jié)構(gòu)——車身下面有個(gè)底盤,發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、車輪和油箱,都裝在底盤上,如果在方向盤那裝個(gè)板凳,人坐上去,就能把它開走。

  非承載式車身結(jié)構(gòu)應(yīng)用了很多年。如今,除了貨車和越野車(真正的越野車,不是SUV),已經(jīng)很難再見它的蹤影。

  從20世紀(jì)70年代開始,為了降低成本、降低車重、提高燃油經(jīng)濟(jì)性,乘用車開始大范圍改用承載式車身結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)沒有獨(dú)立的底盤,原本底盤的職責(zé)由車身兼任,車身與底盤合二為一。比如下圖中的這輛卡羅拉。

  在承載式車身結(jié)構(gòu)當(dāng)中,車輪通過懸架,直接裝在車身上,發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器也是如此。

  同樣是在20世紀(jì)70年代,豐田又逐步應(yīng)用了前驅(qū)技術(shù)、三元催化技術(shù)和電噴技術(shù)。

  20世紀(jì)80年代,豐田開始使用電子技術(shù)防止碰撞,以提高汽車的安全性。

  20世紀(jì)90年代,豐田推出世界上第一款量產(chǎn)的混合動(dòng)力乘用車——普銳斯。

  普銳斯的燃油部分是1.5升發(fā)動(dòng)機(jī),靠行星齒輪將2臺(tái)電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)相連,每當(dāng)減速、下坡和剎車時(shí),通過電機(jī)發(fā)電,把電存在鎳氫電池里,等到起步和加速時(shí),再將電提供給電機(jī),再加上電動(dòng)變頻空調(diào)、輕量化設(shè)計(jì)以及動(dòng)氣動(dòng)力性能等原因,百公里最低油耗3.57升。比同期燃油車低2倍,且在電機(jī)助力下,起步更敏捷,加速過程更流暢。

  由于理念先進(jìn),技術(shù)先進(jìn),第一代普銳斯在1997-2003年,全球銷售12.3萬臺(tái)。

  到了2003年,第二代普銳斯上市,它在電控單元方面有所提升,電壓升高,驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率提升1.5倍。第二代普銳斯從2003生產(chǎn)到2009年,曾于2006年進(jìn)入我國,國產(chǎn)后因?yàn)?0多萬元的價(jià)格以及理念超前等原因,銷量不佳。

  第二代普銳斯的內(nèi)燃機(jī)還是第一代上的1NZ-FXE發(fā)動(dòng)機(jī),電機(jī)輸出功率提高至50千瓦,百公里最低油耗降低至2.8升。

  2009年,第三代普銳斯上市,豐田在研發(fā)過程中,創(chuàng)造出100多項(xiàng)專利技術(shù),比如電子水泵,使之成為第一款無皮帶傳動(dòng)的量產(chǎn)車。第三代普銳斯生產(chǎn)到2015年,期間還出現(xiàn)了插混版,全球銷售168.8萬輛。

  它的燃油部分變?yōu)樾麻_發(fā)的1.8升內(nèi)燃機(jī),型號(hào)2ZR-FXE,最大功率73千瓦,電機(jī)最大功率60千瓦,增加可以放大電機(jī)扭矩的齒輪組,變速器依舊是前兩代應(yīng)用過的CVT,動(dòng)力電池也依然是鎳氫電池,但功率升高,百公里最低油耗2.63升。

  第四代普銳斯的生產(chǎn)周期是2015-2023年,它的發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率為40%,這是當(dāng)時(shí)的全球最高紀(jì)錄,百公里最低油耗2.45升,1升油最多能跑40.8公里。

  第四代普銳斯的的動(dòng)力電池,分為鎳氫電池和鋰離子電池,前者由168個(gè)電池單元組成,后者是56個(gè),容量8.8千瓦時(shí)。

  在2023年,第五代普銳斯上市,分為2.0插混、2.0混動(dòng)和1.8混動(dòng)。其中,2.0插混系統(tǒng)功率164千瓦,電池容量13.6千瓦時(shí),純電續(xù)航94公里,百公里加速6.7秒,最高時(shí)速177公里,百公里綜合油耗2.0-2.2升,在歐洲起步價(jià)4.5萬歐元,高配車型接近5.3萬歐元(折合人民幣34萬元和40萬元)。

  2.0混動(dòng)最大功率144千瓦,百公里綜合油耗3.8升;1.8混動(dòng)最大功率103千瓦,百公里綜合油耗4.1升。至于時(shí)下流行的語音控制、駕駛輔助,它同樣一應(yīng)俱全。

  自1997年至今,5代普銳斯的全球銷量已達(dá)500多萬。這個(gè)成績或許可以說明,豐田的技術(shù)思路是對(duì)的。

  僅從環(huán)保角度,降低排放對(duì)于內(nèi)燃機(jī)來說,終究會(huì)有個(gè)上限,要想從根本上解決,唯有放棄內(nèi)燃機(jī),改用其它動(dòng)力。雖然在實(shí)驗(yàn)室里,各種創(chuàng)造層出不窮,但能商品化、且具備實(shí)用價(jià)值的,幾乎一個(gè)都沒有。

  所以,在真正的新能源誕生之前,人類需要一個(gè)過渡,混合動(dòng)力,是目前已知的最佳過渡方案。它一方面能夠繼續(xù)保持內(nèi)燃機(jī)的便利與便捷,另一方面,又能降低排放。

  畢竟,環(huán)保雖重要,人類需求更重要,為環(huán)保而放棄需求,幾乎不可能。許多事兒只能是相對(duì)而言,不能搞絕對(duì)。

  那么,電動(dòng)車呢?

  靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)的話,優(yōu)點(diǎn)最多,比如結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)簡單、技術(shù)門檻低、平順性好、效率高、易拓展,等等。這些優(yōu)點(diǎn)是人們?cè)?00多年前就知道的,由于電池技術(shù)的制約,在百年前的自由競爭中,輸給燃油車。

  豐田汽車剛剛建立后不久,就在1939年成立了蓄電池研究所,試圖讓電池能夠滿足汽車所需。如今,豐田已經(jīng)宣布,將在2026年開始生產(chǎn)固態(tài)電池,2030年進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)。據(jù)說,這種電池的安全性,遠(yuǎn)超眼下的液態(tài)鋰電池,且充電只需10分鐘左右,續(xù)航可能是1000公里。

  固態(tài)電池就是新能源嗎?未必。

  半個(gè)世紀(jì)前的科幻小說,所描述的景象,有些已經(jīng)出現(xiàn),比如人工智能,有些則依舊在探索中,比如新能源汽車。人類雖然早就知道未來世界的交通工具要靠電,但電從哪來,至今還沒有明確答案。

  雖然現(xiàn)在街上有許多電動(dòng)車,續(xù)航里程也有了大幅提升,但距離完全滿足需求,還差的很遠(yuǎn),所以,人們?nèi)匀惶幱谔剿麟A段。

  2014年,豐田推出世界上第一款燃料電池車,2022年又推出第二代。

  它由燃料電池、動(dòng)力電池、電動(dòng)機(jī)、控制單元和儲(chǔ)氣罐等組成。使用時(shí),氫氣在燃料電池里,與氧反應(yīng),生成電和水,水排出車外,電用來驅(qū)動(dòng)。減速與剎車時(shí)的能量,被存儲(chǔ)到動(dòng)力電池里。目前的性能是充氣約3分鐘,NEDC續(xù)航781公里。

  雖然看上去很棒,可在制氫、儲(chǔ)運(yùn)、安全、原材料等方面,面臨一大堆難題,能否成為未來世界的新能源,眼下還不好說。

  截止2024年,汽車問世僅僅138年,造車大廠的人們,對(duì)技術(shù)的追求,幾乎一刻也沒停。

  正是由于他們以務(wù)實(shí)的心態(tài)鉆研技術(shù),才讓咱們家里的汽車,變得越來越好開,越來越舒服。


  看罷豐田產(chǎn)業(yè)技術(shù)紀(jì)念館,我乘地鐵離開名古屋市區(qū),往東走19公里,在蕓大通站下車,不遠(yuǎn)處就是豐田博物館。

  雖然名字叫豐田博物館,但館內(nèi)不僅有豐田車,還有全世界各個(gè)品牌的歷史車型,內(nèi)容很豐富,我在這兒又呆了幾乎一整天。先是挨個(gè)看,然后逐個(gè)拍,共拍了139輛車,由于內(nèi)容過于龐大,需要較長的時(shí)間消化,一時(shí)半會(huì)還難以寫出游記。

  但是,如果您也對(duì)汽車感興趣,不妨親自去一趟,反正名古屋離中國沒多遠(yuǎn),從北京過去,用不了3個(gè)小時(shí),比去廣州還近。


  以往內(nèi)容回顧:豐田汽車真的開不壞嗎?點(diǎn)擊下圖可直接進(jìn)入。

  

  我第一次聽到“開不壞的豐田”這句話,是在90年代職業(yè)司機(jī)的口中。后來,通過一輛漢蘭達(dá),才有了親身感受。據(jù)此我認(rèn)為,豐田在品控方面或許有些優(yōu)勢(shì)。不過,我國目前的汽車主流,已經(jīng)變?yōu)榕渲?,那么,配置與品質(zhì)誰該排第一呢?

責(zé)任編輯:郭磊

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官方指導(dǎo)價(jià):23.98 - 34.88

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