智者先行——豐田油電混合動力技術

豐田此次專門為中國媒體安排的環(huán)境安全技術之旅，算得上是這個日本車企在中國啟動“云動計劃”之后的一個突破性的舉動。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力技術的冰山一角，但通過對電動機、電池和整車嚴格評測實例和規(guī)范的了解，讓中國媒體一致體會 到一個“以人為本”、把消費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)設計室和評測設備。混合動力車上相關重要部件的可靠性和安全性的評測都是在這里進行的。

電池組將在EPT樓內的恒溫室、消聲室等處進行高/ 低溫、噪聲、跌落、擠壓、短路等各種耐用性、安全性的評測。

PEVE 是由豐田、松下分別出資80.5%和19.5%組建的合資公司，主要從事混合動力車用/電動車用鎳氫蓄電池、鋰離子蓄電池的生產，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個工廠，總年產能約為110萬輛。公司以制造高品質產品為信條，自1997年成立以來，累計向全球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)模一直在不斷擴大，下屬的4個工廠在2013年7月累計產量達到了6 0 0萬輛。他們生產的用于第三代普銳斯的最新型NP2鎳氫電池由6個電池單元組成一個模塊，功率為13 0 0瓦/千克。

其實，這兩個部門的工作成效最終都將體現(xiàn)在豐田的混合動力產品上。目前銷量最高、歷史最久的普銳斯是豐田混合動力最具代表性的產品。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 銳斯的混合動力系統(tǒng)也已經相當成熟。一臺1.5升汽油發(fā)動機與一臺以288伏鎳氫電池組為能源的永磁交流電動機配合工作。此后的豐田混合動力車型基本都以 此為基礎。

真正讓混合動力大放異彩的時機是2003年，這一年，第二代普銳斯問世。發(fā)動機最大功率進一步提升，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。當然成功的外形設計也十分重要，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尚潮流的元素。

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

2009 年面世的第三代普銳斯進一步優(yōu)化了造型設計，風阻系數(shù)達到了史無前例的0.25。并在2009年到2011年短短的兩年時間里，便突破了100萬的銷量， 一躍成為了世界范圍內最暢銷的混合動力車型。第三代普銳斯采用了排量更大的1.8升發(fā)動機。在電動機方面，輸出更高的鎳氫電池模組將電動馬達的最大功率提 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動力模式，帶來不同的動力輸出反應。

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力車型，這也為混合動力的發(fā)展再一次確定了方向。時至今日， 插電式混合動力系統(tǒng)仍然被視為混合動力技術的最終方案。在電動車還不夠成熟的環(huán)境下，插電式混合動力無疑是最為現(xiàn)實、合理的零排放解決方案。