幾天前,2020豐田技術(shù)空間如期舉辦,作為豐田中國(guó)每年都要舉行一次的技術(shù)解析會(huì),它不僅能使國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)豐田產(chǎn)品和技術(shù)有更深入的了解,同時(shí)也能昭示豐田在中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展的技術(shù)前瞻和品牌愿景。
近些年,豐田在中國(guó)布局新能源車(chē)型、提升旗下電氣化車(chē)型占比的速度明顯加快。所以繼去年以豐田雙擎E+(PHEV)技術(shù)解析主題之后,今年的豐田技術(shù)空間也將電氣化進(jìn)程更近一步:“E路,不辜負(fù)”成為了本次技術(shù)解析會(huì)的主題,豐田中國(guó)在本次的解析會(huì)中,向與會(huì)媒體分享豐田EV產(chǎn)品的核心技術(shù),發(fā)布自己在中國(guó)的EV戰(zhàn)略目標(biāo)。
2020年4月20日,豐田正式公布將EV技術(shù)命名為“E進(jìn)擎”之后,4-5月間,豐田品牌在華首款量產(chǎn)純電動(dòng)車(chē)型C-HR EV/奕澤 E進(jìn)擎和雷克薩斯品牌量產(chǎn)純電動(dòng)車(chē)型UX300e陸續(xù)上市。
繞不過(guò)的安全話(huà)題
近些年,中國(guó)市場(chǎng)EV純電動(dòng)車(chē)型的發(fā)展風(fēng)向一直在變化,最初,單次充電的續(xù)航能力幾乎就是消費(fèi)者評(píng)判一部電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)秀與否的唯一標(biāo)準(zhǔn);而在近些年,頻頻發(fā)生的自燃事故讓消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池穩(wěn)定性提出了質(zhì)疑,甚至引發(fā)了前所未有的信任危機(jī)。畢竟對(duì)每一位駕乘人員來(lái)說(shuō),“安全焦慮”都是比“續(xù)航焦慮”更為嚴(yán)重的問(wèn)題。
在這種風(fēng)向下,眾多廠商和評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)也將風(fēng)口轉(zhuǎn)向,安全性是否經(jīng)得起考驗(yàn)成為了評(píng)判一部純電動(dòng)汽車(chē)非常重要的考核標(biāo)準(zhǔn)。
一部純電動(dòng)車(chē),身上最重要的部件就是動(dòng)力電池,而電池的靠譜與否,也與電動(dòng)汽車(chē)本身的安全性有非常直接的關(guān)系,公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示,在去年5~7月之間,國(guó)內(nèi)的新能源汽車(chē)安全事故在已查明車(chē)輛著火原因中,有一半以上車(chē)輛起火源于電池安全性問(wèn)題,發(fā)生起火事故時(shí)車(chē)輛的狀態(tài)涵蓋了行駛、靜止與充電各個(gè)使用狀態(tài)。
而豐田,一直致力于確保旗下車(chē)型的安全性能,針對(duì)EV純電動(dòng)車(chē)型的動(dòng)力電池安全方面,也有頗為成熟的應(yīng)對(duì),在TNGA的架構(gòu)下,豐田針對(duì)電池組的壽命、安全、續(xù)航等方面都做了專(zhuān)門(mén)的調(diào)整。
基礎(chǔ)的續(xù)航能力方面,三車(chē)搭載的均是54.35kWh的大容量電池包,13.1kWh/100km的電耗性能達(dá)到了同級(jí)別領(lǐng)先水平,在NEDC工況下,續(xù)航里程可達(dá)到400公里。數(shù)字談不上激進(jìn),但背后的權(quán)衡邏輯依舊貫穿了豐田的中庸之道。
動(dòng)力電池性能高效與否,核心中的核心是電芯,三車(chē)均裝配的是松下電池,對(duì)新能源車(chē)型有了解的朋友一定都知道,特斯拉旗下現(xiàn)有車(chē)型配備的幾乎都是松下的電芯。而究其原因,是因?yàn)樗上码娦締误w的一致性是業(yè)內(nèi)公認(rèn)非常出色的,不僅電池不易出現(xiàn)故障、電池容量保持比率更高、電池?zé)岱€(wěn)定性更好且電池循環(huán)壽命更長(zhǎng)。結(jié)合到實(shí)車(chē)而言,就是綜合性能極優(yōu)。
不過(guò)豐田三車(chē)使用的電芯都是改進(jìn)過(guò)后的方形電芯,一個(gè)電池包內(nèi)的數(shù)量?jī)H為288顆,電芯數(shù)量的顯著下降意味著單顆電芯體積的提升,帶來(lái)的直接好處就是電芯在電池包內(nèi)的布局就可以安排得更加科學(xué),從而縮小電池包的體積,提升電池包的散熱效率。
純電動(dòng)車(chē)自燃的原因中,有相當(dāng)大一部分比例是以為電池包遭受過(guò)嚴(yán)重撞擊,繼而導(dǎo)致電池包內(nèi)電路短路。豐田的大容量電池包安裝在中央的地板下方,電池包本身是采用了增強(qiáng)材質(zhì)的箱梁結(jié)構(gòu),外部還被骨架結(jié)構(gòu)所包裹,保護(hù)電池包不受托底或撞擊等情況的影響并與車(chē)身骨架形成了一體,最大限度確保電池包免受來(lái)自路面上的各種干擾。
而為了防止電池包內(nèi)部在受到巨大撞擊時(shí)起火,豐田EV車(chē)型的高壓電回路被設(shè)置在了電池包中央,并用冷風(fēng)管將電池包包圍起來(lái)。確保車(chē)輛側(cè)面受到撞擊時(shí),冷風(fēng)管可以起到緩沖作用,進(jìn)一步降低碰撞所引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。
豐田電池包的內(nèi)部除了采用更安全的設(shè)計(jì)之外,同時(shí)還導(dǎo)入了全新的智能監(jiān)控系統(tǒng),對(duì)電池包內(nèi)部各個(gè)單體的電壓、總電壓,及由數(shù)個(gè)單體電池構(gòu)成的組塊的電壓都會(huì)進(jìn)行監(jiān)控,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
另外,雖然電池包本身為密閉的防水防塵結(jié)構(gòu),但豐田還是對(duì)電池包進(jìn)行了相較以往2倍厚度的涂裝進(jìn)行密封,從而大大提高了防銹防腐蝕的性能。
除在設(shè)計(jì)和制造上保證其安全性以外,為了最大程度模擬實(shí)際用車(chē)環(huán)境中動(dòng)力電池可能面對(duì)的極端狀況,豐田還對(duì)搭載于旗下車(chē)型的動(dòng)力電池反復(fù)進(jìn)行了諸如如熱穩(wěn)定性試驗(yàn)、高速顛簸路耐久試驗(yàn)、浸水試驗(yàn)、L方向擠壓試驗(yàn)。不僅從理論層面保障動(dòng)力電池的使用安全,也同樣滿(mǎn)足工業(yè)和信息化部組織制定的GB 18384-2020《電動(dòng)汽車(chē)安全要求》、GB 38032-2020《電動(dòng)客車(chē)安全要求》和GB 38031-2020《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》三項(xiàng)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
除了電池安全,電池的老化問(wèn)題直接影響著豐田EV產(chǎn)品的耐久性,這也是豐田關(guān)注的重點(diǎn)。為了最大限度地遏制電池容量的降低,豐田很大程度上應(yīng)用了在HEV中積累的成熟技術(shù),實(shí)現(xiàn)了同級(jí)別較高水準(zhǔn)的電池容量維持率,電池組10年電池容量維持率達(dá)到了80%。
電量智能控制系統(tǒng),針對(duì)電池不耐受過(guò)充過(guò)放的特性,使用了智能控制系統(tǒng)來(lái)管理這個(gè)全過(guò)程,將充電量控制在不易老化的區(qū)域內(nèi),新增的電池狀態(tài)提醒功能指導(dǎo)車(chē)主避免過(guò)充和過(guò)放對(duì)車(chē)系可能造成的傷害,讓電池的電量在最佳活性區(qū)間內(nèi)使用。
電池溫度控制方面,豐田針對(duì)純電動(dòng)車(chē)的特點(diǎn)為電池單體開(kāi)發(fā)了冷媒冷卻方式,通過(guò)和室內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)共用的方式,將電池冷卻專(zhuān)用的蒸發(fā)器設(shè)置在電池包內(nèi),再使用冷媒積極進(jìn)行冷卻,從而使得冷風(fēng)的溫度保持在穩(wěn)定的低溫,以實(shí)現(xiàn)對(duì)各電池單體均衡且高效的冷卻,從而能達(dá)到對(duì)電池衰減帶來(lái)抑制效果。
針對(duì)純電動(dòng)車(chē)型冬天續(xù)航打折的問(wèn)題,豐田在電池單體和模組之間又設(shè)置了加溫器,通過(guò)電池芯的升溫系統(tǒng)達(dá)到精密溫控,整套升溫系統(tǒng)升溫系統(tǒng)在-12℃時(shí)加溫器會(huì)自動(dòng)打開(kāi),而-6℃及以上時(shí)則會(huì)被關(guān)閉,從而改進(jìn)低溫環(huán)境下的電池活性和穩(wěn)定輸出。而增加的“充電量上限”和“定時(shí)充電”功能,也能更好的利于電量在最佳區(qū)間內(nèi)充放,從而減少電池的衰減。
全新的駕控體驗(yàn)
得益于TNGA架構(gòu)所有的優(yōu)點(diǎn),EV車(chē)型的駕駛性能也進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化,整車(chē)的操控穩(wěn)定性和動(dòng)力輸出特性也有了非常明顯的提升。
具體提升的數(shù)據(jù)方面,電池包的骨架結(jié)構(gòu)使得車(chē)身的抗扭剛性較燃油車(chē)型提升20%,而置于車(chē)身下部的放置方式也使得車(chē)身重心高度較燃油車(chē)型降低了14%。 而由于懸架(彈簧、減振器)的再次適配和調(diào)整,使得豐田EV車(chē)型的乘坐舒適性也有了很大的提升。
除了針對(duì)EV車(chē)型車(chē)體結(jié)構(gòu)特性的調(diào)整,豐田也針對(duì)電動(dòng)機(jī)重新調(diào)整了驅(qū)動(dòng)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)更好的駕駛質(zhì)感。
電機(jī)零起的特性是內(nèi)燃機(jī)完全不具備的,電機(jī)直接的出力體驗(yàn)當(dāng)然不錯(cuò),但不加以限制出力的感覺(jué)卻并不友好。很多電動(dòng)車(chē)都存在起步躥、加速暈眩的駕駛體驗(yàn)。而豐田的三款EV車(chē)型針對(duì)性地對(duì)電機(jī)的瞬時(shí)出力做出改進(jìn),在保留平順性的同時(shí)高度還原了燃油車(chē)的加速體驗(yàn),上手沒(méi)不適感。
除了起步加速環(huán)節(jié),豐田同樣針對(duì)不同路況進(jìn)行了不同的油門(mén)調(diào)校和模式,全新開(kāi)發(fā)的油門(mén)控制系統(tǒng),能夠做出與專(zhuān)業(yè)車(chē)手相仿的順滑、細(xì)微的操作,在城市中遇到跟車(chē)或者低速蠕行不需要右腳頻繁在加速踏板和剎車(chē)踏板之間移動(dòng)。而在面對(duì)連續(xù)彎道、高速巡航等需要加速的場(chǎng)景中,油門(mén)控制系統(tǒng)同樣能給你細(xì)致而又充沛的動(dòng)力迎合你的駕駛意圖,大大提升駕控體驗(yàn)。
“動(dòng)能回收系統(tǒng)力度”的調(diào)節(jié)器,分成了SMALL、MIDDLE、LARGE這3個(gè)級(jí)別。在不同的級(jí)別中,踏板開(kāi)度與電機(jī)扭矩輸出、制動(dòng)能量回收等系統(tǒng)相關(guān)聯(lián),駕駛員同樣可以根據(jù)自身的喜好或者駕駛習(xí)慣,做出最適應(yīng)當(dāng)下駕駛場(chǎng)景的選擇。
關(guān)于未來(lái)EV的戰(zhàn)略
早在2015年,豐田就提出了“豐田環(huán)境挑戰(zhàn)2050”——2050年力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)新車(chē)二氧化碳零排放、全生命周期二氧化碳零排放、工廠二氧化碳零排放、努力實(shí)現(xiàn)水資源充分利用、構(gòu)建循環(huán)型社會(huì)以及創(chuàng)建人與自然和諧共生的環(huán)境。
迅速降低二氧化碳的排放,靠燃油車(chē)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的其中,“豐田環(huán)境挑戰(zhàn)2050”提出的首要目標(biāo)便是“新車(chē)二氧化碳零排放”,單靠燃油車(chē)顯然是無(wú)法實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放的。在1997年普銳斯上市之后,豐田繼續(xù)穩(wěn)扎穩(wěn)打,掌握了電機(jī)、電池、動(dòng)力控制單元三大核心技術(shù),成為了擁有包含HEV、PHEV、EV、FCEV在內(nèi)的全方位電動(dòng)化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的汽車(chē)廠家,并在之后的時(shí)間里,豐田還會(huì)向著逐步提升電氣化車(chē)型占比努力,直至實(shí)現(xiàn)零排放。
但豐田自己也非常清楚,一枝獨(dú)秀不是春,“環(huán)保車(chē)只有普及才能真正為環(huán)境做貢獻(xiàn)”,這就是豐田推進(jìn)電動(dòng)化戰(zhàn)略的一切出發(fā)點(diǎn)。
在宏觀政策上,豐田開(kāi)始開(kāi)放其在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán),2015年開(kāi)始無(wú)償提供氫燃料電池相關(guān)的技術(shù)專(zhuān)利;2019年開(kāi)始無(wú)償提供在HEV開(kāi)發(fā)過(guò)程中積累的電機(jī)、動(dòng)力控制單元、系統(tǒng)控制等電動(dòng)化相關(guān)的技術(shù)專(zhuān)利;同年與比亞迪簽收合作共同開(kāi)發(fā)純電動(dòng)車(chē)型,豐田積累的車(chē)輛電動(dòng)化技術(shù)逐漸開(kāi)始被其他廠商應(yīng)用并結(jié)出碩果。
而在電動(dòng)車(chē)最為關(guān)鍵的動(dòng)力電池領(lǐng)域,除了松下,在中國(guó)市場(chǎng)的豐田與寧德時(shí)代合作開(kāi)展電池供應(yīng)和新技術(shù)開(kāi)發(fā)。在電池回收再利用領(lǐng)域,豐田開(kāi)始與中國(guó)企業(yè)正在進(jìn)行商業(yè)化的可行性研究,在未來(lái)愿景中,豐田希望通過(guò)“建立價(jià)值鏈體系”以及“可充分用盡舊電池的技術(shù)”建立回收、檢測(cè)、再次利用機(jī)制,最大限度地發(fā)揮種類(lèi)各異的舊電池的功效,實(shí)現(xiàn)電池循環(huán)型社會(huì)。
總結(jié):
面對(duì)電動(dòng)時(shí)代的洶涌熱潮,豐田的動(dòng)作似乎卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)稱(chēng)不上不上激進(jìn),但厚積薄發(fā)從來(lái)都是豐田的態(tài)度,畢竟豐田有著頗為豐厚的家底。
從1997年的初代豐田普銳斯開(kāi)始,油電混動(dòng)HEV開(kāi)始進(jìn)入公眾的視野并在之后的歲月中逐步推廣到旗下的其他車(chē)型之上,戰(zhàn)功赫赫;2012年,插電式混動(dòng)PHEV雙擎E+的推出,在原有HEV的基礎(chǔ)之上將混動(dòng)技術(shù)再拓展一步;2014年氫燃料電池車(chē)HFCV“氫擎”實(shí)現(xiàn)全新突破。多年來(lái),豐田在電氣化的技術(shù)革新的步伐一直走在行業(yè)前列,但社會(huì)責(zé)任感,始終是豐田權(quán)衡上市要素中最為重要的一點(diǎn),快節(jié)奏慢應(yīng)用是豐田技術(shù)應(yīng)用特質(zhì)。
所以,基于豐田這23年電動(dòng)化技術(shù)和TNGA架構(gòu)的依托,豐田純電動(dòng)技術(shù)“E進(jìn)擎”同樣是豐田熟稔純電動(dòng)技術(shù)之后的成品展示。而2020豐田技術(shù)空間,正是對(duì)這一成品的集中展現(xiàn)和探討盛宴。