智者先行——豐田油電混合動(dòng)力技術(shù)

豐田此次專門為中國媒體安排的環(huán)境安全技術(shù)之旅，算得上是這個(gè)日本車企在中國啟動(dòng)“云動(dòng)計(jì)劃”之后的一個(gè)突破性的舉動(dòng)。位于豐田總部名古屋的EPT樓和 PEVE電池工廠首次向媒體開放，雖然露出的只是豐田混合動(dòng)力技術(shù)的冰山一角，但通過對(duì)電動(dòng)機(jī)、電池和整車嚴(yán)格評(píng)測實(shí)例和規(guī)范的了解，讓中國媒體一致體會(huì) 到一個(gè)“以人為本”、把消費(fèi)者利益放在第一位的企業(yè)，取得成功決不是偶然的。

EPT即Electric Power Train的縮寫，可見這是豐田混合動(dòng)力研發(fā)的重要部門。它于2003年7月完工，總面積73000平方米，8層的大樓里有配套的開發(fā)設(shè)計(jì)室和評(píng)測設(shè)備?；旌蟿?dòng)力車上相關(guān)重要部件的可靠性和安全性的評(píng)測都是在這里進(jìn)行的。

電池組將在EPT樓內(nèi)的恒溫室、消聲室等處進(jìn)行高/ 低溫、噪聲、跌落、擠壓、短路等各種耐用性、安全性的評(píng)測。

PEVE 是由豐田、松下分別出資80.5%和19.5%組建的合資公司，主要從事混合動(dòng)力車用/電動(dòng)車用鎳氫蓄電池、鋰離子蓄電池的生產(chǎn)，及電池管理系統(tǒng)的開發(fā)、 制造和銷售。下屬大森、境宿、宮城和貞寶4個(gè)工廠，總年產(chǎn)能約為110萬輛。公司以制造高品質(zhì)產(chǎn)品為信條，自1997年成立以來，累計(jì)向全球600多萬輛 HEV車提供了電池，至今未發(fā)生因HEV用電池或車載電池組出現(xiàn)問題而導(dǎo)致的車輛召回事件。

PEVE公司自1997年建成以來規(guī)模一直在不斷擴(kuò)大，下屬的4個(gè)工廠在2013年7月累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到了6 0 0萬輛。他們生產(chǎn)的用于第三代普銳斯的最新型NP2鎳氫電池由6個(gè)電池單元組成一個(gè)模塊，功率為13 0 0瓦/千克。

其實(shí)，這兩個(gè)部門的工作成效最終都將體現(xiàn)在豐田的混合動(dòng)力產(chǎn)品上。目前銷量最高、歷史最久的普銳斯是豐田混合動(dòng)力最具代表性的產(chǎn)品。在第一代普銳斯誕生的 1997年，石油工業(yè)的壓力和環(huán)境問題還沒有像今天一樣人人掛在嘴邊，普銳斯是名副其實(shí)的減少空氣污染、提高燃油效率的探路者。即便在今天看來，第一代普 銳斯的混合動(dòng)力系統(tǒng)也已經(jīng)相當(dāng)成熟。一臺(tái)1.5升汽油發(fā)動(dòng)機(jī)與一臺(tái)以288伏鎳氫電池組為能源的永磁交流電動(dòng)機(jī)配合工作。此后的豐田混合動(dòng)力車型基本都以 此為基礎(chǔ)。

真正讓混合動(dòng)力大放異彩的時(shí)機(jī)是2003年，這一年，第二代普銳斯問世。發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率進(jìn)一步提升，全新的鎳氫電池組也有著更 為出色的表現(xiàn)。另外整車的輕量化工作也更加完善。當(dāng)然成功的外形設(shè)計(jì)也十分重要，拋棄傳統(tǒng)三廂車造型后，新車流線形的外觀顯得具有更多時(shí)尚潮流的元素。

此時(shí)，越來越多的人開始關(guān)注混合動(dòng)力技術(shù)，也有越來越多的廠商開始研發(fā)自己的混合動(dòng)力產(chǎn)品，而他們的榜樣只有一個(gè)：豐田。關(guān)于豐田混合動(dòng)力技術(shù)的細(xì)節(jié)也越來 越多地被提及。豐田混合動(dòng)力系統(tǒng)是典型的混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，主要部件有采用阿特金森循環(huán)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、永磁交流同步電機(jī)、發(fā)電機(jī)、蓄電池以及功率控制單 元。最為復(fù)雜的部件就是由兩臺(tái)永磁同步電機(jī)及行星齒輪組成的動(dòng)力分配系統(tǒng)，系統(tǒng)中帶有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)主要用于發(fā)電，必要時(shí)可推動(dòng)汽車。另一臺(tái)主要用于推 動(dòng)汽車。而兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)以及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸被連接到一套行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪、齒圈和行星架上。動(dòng)力分配就是通過功率控制單元控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，通過行星齒輪機(jī) 械機(jī)構(gòu)進(jìn)行巧妙分配的。由于使用了這種創(chuàng)新的動(dòng)力分配方式，甚至連變速箱也不需要了，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出經(jīng)過固定減速機(jī)構(gòu)減速后直接驅(qū)動(dòng)車輪。

2009 年面世的第三代普銳斯進(jìn)一步優(yōu)化了造型設(shè)計(jì)，風(fēng)阻系數(shù)達(dá)到了史無前例的0.25。并在2009年到2011年短短的兩年時(shí)間里，便突破了100萬的銷量， 一躍成為了世界范圍內(nèi)最暢銷的混合動(dòng)力車型。第三代普銳斯采用了排量更大的1.8升發(fā)動(dòng)機(jī)。在電動(dòng)機(jī)方面，輸出更高的鎳氫電池模組將電動(dòng)馬達(dá)的最大功率提 升至 60千瓦。此外，新一代普銳斯也提供EV純電模式、eco MODE環(huán)保模式以及POWER MODE動(dòng)力模式，帶來不同的動(dòng)力輸出反應(yīng)。

豐田的腳步并沒有停止。2011年的法蘭克福車展上，豐田發(fā)布了基于第三代普銳斯的插電式混合動(dòng)力車型，這也為混合動(dòng)力的發(fā)展再一次確定了方向。時(shí)至今日， 插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)仍然被視為混合動(dòng)力技術(shù)的最終方案。在電動(dòng)車還不夠成熟的環(huán)境下，插電式混合動(dòng)力無疑是最為現(xiàn)實(shí)、合理的零排放解決方案。