在全球主流汽車市場上,越來越嚴格的排放法規促使汽車廠商開始了電氣化(電動化)轉型,內燃機加電動機的組合,無疑是現階段降低二氧化碳排放、降低油耗的最好解決方案。
實際上,關於汽車廠商的電氣化轉型路線基本上都已經異常清晰,一邊是不遺餘力地改造內燃機,為其添加電機、電池、電源管理系統,來改善低時速區間的大負荷、高能耗特性;而另一方面,則是不斷提升純電驅動系統的效率,其目標則是讓電池更耐用,行駛距離更長。
TNGA架構出現後,豐田策略的變化
關於電動車和內燃機汽車的對比,有一種說法是,內燃機汽車是分散式碳排放,而電動車則是由發電站集中供給能源,碳排放可量化。所以對於「電動車更環保」這一理論,大概也是基於可量化的數據而來。
不過從技術層面來說,無論是內燃機、混合動力,還是EV純電動,都要依賴於傳統的汽車製造經驗——會造傳統內燃機汽車,才能造好電動車。尤其對於EV純電動而言,混合動力更像是一個技術累計的階段,是內燃機過渡到純電動的必經之路。
新一代Toyota Safety Sense
智行安全在奕澤E進擎上實現了全系標配
有了混合動力的技術積累,摸透了電機、電池、管理系統等相關技術,造EV純電動似乎更輕鬆易行。而在混動領域,能在第一時間想到的品牌非豐田汽車莫屬了。
混動領頭羊正在成為電動化先鋒
1992年1月,一份《豐田地球環境憲章》在全球發布,就如何參與環保行動豐田汽車拿出了自己的解決方案,並且在隨後的1993年啟動了代號為G21的混合動力汽車項目——將方案付諸於實際行動,這款車便是後來流行於全球的Prius(普銳斯)。
1997年推出的第一代普銳斯
如果說當下的Hybrid大潮、EV大潮是汽車廠商電氣化轉型的開端,那麼很顯然,豐田汽車拉開帷幕的時間提前了二十三年。
在過去的二十三年裡,豐田汽車在全球範圍內銷售了超過1500萬輛各型電動化、電氣化車型,時至今日已經成為全球唯一同時掌握HEV(混合動力)、PHEV(插電混合動力)、EV(純電動)、FCEV(氫能燃料電池)全方位電動化技術的主機廠,而且還保持著電池0安全事故的美譽。
THS混合動力系統拉開了豐田的電動化序幕
比較有意思的是,在電動化轉型幾十年後,豐田汽車對於自身的定位也展開了探討。
於是在2018年的時候,我們看到豐田章男社長對外宣布,TOYOTA將從一家傳統的汽車製造商開始向移動服務提供商轉型。豐田的意圖也很簡單,一方面要與合作夥伴構建新的商業模式,另一方面也要讓所有目標群體實現「自由移動」的設想。
電動化,尤其是純電動汽車的出現,再配合ADAS智能駕駛輔助系統,則奠定了未來無人駕駛汽車的雛形。不僅是豐田需要面對未來的全球電動、智能化格局,這也是眾多汽車廠商開始做的事情,只是豐田的步伐邁得更大、更快。
奕澤E進擎的行駛策略
實際上,數據仍然是最好的佐證和支撐。根據豐田汽車發布的信息顯示,在2025年的時候,要向市場投放10款以上的純電動車型,而且還制定了銷售550萬輛純電動汽車的宏偉計劃;到2050年,新車行駛過程中CO2排放量相比2010年減少90%,純電動顯然是不可阻擋的趨勢。
對於豐田汽車來說,做了二十多年混合動力,雖然沒有大規模涉足EV領域,但實際上也並不存在進入純電動領域的技術壁壘。
因為豐田在售的混合動力車型(HEV),能以純電模式行駛幾公裡,甚至PHEV插混車型能純電行駛幾十公裡都不在話下。因此,對於推出EV純電動汽車似乎只是時間問題。
TNGA架構下的電動車
在剛剛過去的5月份,掛「牛頭標」的首款EV車型推出了——一汽豐田奕澤E進擎——連名字都這麼有戰鬥力。奕澤E進擎和奕澤IZOA燃油版形成了一對產品組合,構建起了奕澤IZOA家族的2020年陣容。而且這款電動SUV的特點鮮明:首先是基於豐田HEV技術培植;其次則是繼承了TNGA架構的安全性和操控性能。
大概看奕澤E進擎的出現會覺得時間節點有些晚,比如日產汽車的Leaf(聆風)都已經賣了十年了,而且取得了不俗的銷售成績。不過從側面也不難發現,豐田其實一直以來都在HEV領域做技術儲備,而且也在規劃整個產業布局,尤其是在中國市場。
從豐田陸續公布的信息來看,他們已經聯手鬆下電器共同開發動力電池,在國內也和比亞迪成立了技術合資公司,共同開發純電車的相關技術。而在整車方面,則利用TNGA架構的優勢開發了首款純電車型奕澤E進擎。一齣好戲就此開始了。
對標特斯拉的技術,豐田:不算事兒
回到前面我們討論過的話題:豐田汽車要向移動服務提供商轉型,而電動化、智能化則是必要的手段。事實上作為全球年銷量千萬級的汽車品牌,豐田汽車涉足EV領域後,所要面對的競爭對手不僅是傳統的一眾汽車廠商,還有來自於美國的EV巨鱷——特斯拉。
特斯拉目前的在售車型包括Model 3、S、X和Y,後續還有Cybertruck電動皮卡。在車型數量上遠不及豐田的體量,但特斯拉的熱,就在於它以一家科技公司的身份闖入了EV汽車領域,再用一系列科技化的裝備和前衛的設計重新定義了電動豪華車的標準。
因此,造EV汽車以特斯拉為目標對手,似乎已經成為「全民共識」。這似乎也涉及到一個核心問題——特斯拉的優勢在哪裡?為什麼要對標特斯拉?
關於特斯拉Model 3的優勢,其實主要集中在電源管理系統上,他們的算法能得到一個比較真實的續航裡程。而且Model 3使用了松下的18650圓柱電池組成模塊化,總共有4500顆電芯,保證了充放電性能。但電芯越多卻意味著穩定性不夠好,如何做好電池的協調和管理是門高深的學問。
在這方面,豐田根據自身經驗拿出了更優的解決方案。在奕澤E進擎上使用了更為先進的方形電池——供貨商仍然是松下,屬於一款迭代的產品。但是電芯數量大大減少——僅為288顆,穩定性、安全性、散熱性能不僅更好,其總容量54.3kWh,能為奕澤E進擎提供400km的續航保證。
從技術層面來看,同等體積下的電池包,能量密度大意味著電池更耐用,跑得更遠。而電芯數量少,也就表示未來出現故障的機率更小。對於豐田汽車來說,性能數據可能不會做得那麼激進,比如動輒500-600km的續航,但至少穩定性會是同類產品裡最好的。
一個活生生的例子是,國產「新勢力」以及傳統汽車公司在做電動車時候普遍會使用軟包電池,但軟包電池不僅容易發生漏液,還容易出現一致性差、壽命短、容量損失等問題,因此在使用過程中很容易就發生自燃。
作為有著二十三年電動化經驗的豐田汽車來說,這幾十年裡不僅保證了電池0安全事故,其可靠性也比同類產品要強。反觀特斯拉,一年裡總會有那麼幾次自燃,燒掉的都是車主的信任。
除了電池技術先進可靠,奕澤E進擎針對電池組還有一個全方位的保護措施。
在TNGA架構上,安全性被提升到了一個新的高度,落實到奕澤E進擎上則表現在車輛結構部件進一步強化——電池包殼體同車身一體化,重心降低14%,車身扭轉剛性提升20%。另外,針對電動車的安全特性也進行了深度優化。
比如說,豐田為保護奕澤E進擎的電池組免受碰撞,創新性地使用了箱梁結構和井字形補強結構,並用冷風管包圍電池組,這在業內均屬首次應用。同時,電池包使用了深度密封結構,不僅能防塵、防水,底部還有加厚的塗裝,進一步強化了防鏽能力。
相比於特斯拉Model 3,奕澤E進擎在車身電池一體化方面就做得更好,更注重安全性。奕澤E進擎的電池包與車身的連接方式為「螺栓加骨骼結構包裹」,屬於「雙保險」,並且電池底部還有額外增強結構保護,哪怕是極端狀態也不用擔憂。
反觀Model 3,其電池包一體化設計有欠考慮之嫌疑,雖然也是車身一體化概念,但電池包與車身的連接方式僅為螺栓,電池底部也沒有任何保護措施,關注特斯拉的朋友一定見過特斯拉電池護板無故撕裂脫落的報導。
一汽豐田奕澤E進擎,
豐田推出的電動化SUV車型
汽車相關技術,永遠是迭代關係,新車比舊車好這是無法迴避的事實。綜合來看,在奕澤E進擎上所展出的技術優勢,都是豐田汽車用時間和經驗慢慢打磨、總結出來的。電池組穩定,保護結構強健,這才是一輛安全的EV汽車之基礎。
做電動車,TNGA早就考慮到了
對電動車來說,電池組的結構與保護措施顯然是重要的兩方面,從細節來分析奕澤E進擎,也不難發現豐田對EV的見解和用心。
當然,豐田的努力也有很多,尤其是作為一臺電動車,奕澤E進擎並沒有犧牲掉傳統汽車所具備的駕駛樂趣和操控性能——開起來要爽快,懸掛支撐、彎道靈活性一樣都不能少。
在動力部分,奕澤E進擎使用了國際大牌——愛信配套的電動機。愛信精機不僅擅長做各類變速箱,其電動機產品也擁有出色的市場美譽度。
這臺永磁同步電機內部用上了大直徑線纜、高速轉子,最大功率為150kW,最大扭矩達到300Nm,足以媲美2.0T的渦輪增壓發動機。如果把加速數據拿出來,也頗具說服力。奕澤E進擎的0-50km/h加速為3.4秒,0-100km/h加速實測也只需7.7秒,堪稱合資最速純電小型SUV。
此外,奕澤E進擎的電機軸芯管冷卻效率很高,可變排量電動機油泵能讓電機一直保持高性能,並且有效控制能耗。從耗電量來看,奕澤E進擎跑100km需要消耗13.1kWh電量,與特斯拉Model 3的13kWh/100km相當,但好於東風本田X-NV、奧迪Q2 e-tron等車型。
電耗少,不僅能保證有效續航裡程,也能減少充電次數,給電池進行一定程度的「減壓」。
儘管是一臺電動車,但豐田工程師對這臺車的操控性能仍然花費了不少功夫,其目的就是要和燃油版奕澤IZOA保持相同的駕駛品質,為年輕用戶提供更有樂趣的駕駛體驗。
在底盤布局方面,前懸掛為麥弗遜式獨立結構,後懸為E型多連杆獨立結構,針對增重的車身(主要是電池重量)優化了減震器,提升減震器內部反彈彈簧的係數,讓側向支撐效果更好。
另外,行走機構也有幾處強化,首先是使用了新研發的Q711傳動軸,能確保動力傳遞損失最小;其次則是為懸掛使用了中空穩定杆,能減輕簧下質量,在彎道提供更穩定的車身姿態。
說起來奕澤E進擎雖然是豐田首款電動車,但實際上其背後所付出的努力不亞於當年推出Prius。不論是PCU動力控制單元的小型化、輕量化,還是逆導絕緣柵雙極電晶體的高能量密度,抑或是DC-DC轉換器,所有的新技術都是為了安全和高效做鋪墊。
做電動車,豐田比特斯拉還要認真。
一臺電動車必須有動感的造型
基於奕澤IZOA本身的前衛設計,E進擎就像是「略施粉黛」,便展現出了具有科技感的外觀。
不論在歐洲、日本還是中國,小型SUV都是展現品牌最具動感、前衛設計的車型,奕澤IZOA在這方面就表現得比較大膽。一個Fastback車尾在兼顧視覺的同時也並沒有侵佔後排乘坐空間。
當然,看奕澤E進擎,大概從車頭就能發現它和燃油版車型的差別。簡練的車頭進氣格柵體現了EV純電動車的身份,17英寸切割風格輪圈不僅能降低風阻,雙色塗裝也體現出精緻感。
17英寸切割風格輪圈
實際上奕澤E進擎的內飾部分相比燃油版更加精彩,整體設計圍繞Sensual-Tech(感性-科技)概念展開,並且數位化駕駛艙已經構建完成——儀錶盤變更為了12.3英寸液晶屏幕,中控為9英寸觸屏,再加上全新的電子擋把,不僅滿滿的科技感,同時也實現了智能化操作。
作為TNGA架構的產物,奕澤E進擎在裝備上也是看點連連,尤其是新一代Toyota Safety Sense智行安全實現了全系標配。諸如預碰撞安全系統、動態雷達巡航系統、車道循跡輔助、自動遠近光切換都能在配置單上看到。
數位化駕駛艙:
液晶儀錶盤、中控觸屏、電子擋把
而電動車必備的智能系統——豐田智行互聯,也是實現了全系標配。這套系統可以與手機連接,方便遠程控制充電、開空調、電量查詢、充電樁查詢等等。高科技裝備、網際網路接入,無不體現著奕澤E進擎的人性化。
奕澤E進擎顯然只是豐田涉足EV純電領域的開始,但也表明豐田進入這一領域的決心和實力。TNGA架構的神奇之處便在於,不僅能支持豐田做好燃油車,也能打造出高效、安全的電動車。
不可否認,這都是二十三年電動化所積累的寶貴財富,也是豐田足以和特斯拉抗衡的優勢。雖然奕澤E進擎來得有些晚,不過火力還挺猛。(撰文|Auteur de CK)