電動(dòng)汽車(chē)通稱(chēng)為EV，其中包括混合動(dòng)力汽車(chē)HEV、外充電混合動(dòng)力汽車(chē)PHEV、純電動(dòng)汽車(chē)BEV、燃料電池汽車(chē)FCV。在2017第45屆東京汽車(chē)展上，豐田有9款（13輛）車(chē)型參展，并由豐田高管首次發(fā)布純電動(dòng)汽車(chē)BEV的開(kāi)發(fā)計(jì)劃，使豐田公司擁有了領(lǐng)跑全球電動(dòng)汽車(chē)的三駕馬車(chē)。至此，眾說(shuō)豐田放棄純電動(dòng)BEV說(shuō)法成了子虛烏有，只不過(guò)電池戰(zhàn)略與眾不同，起跑線也不在我們的腳下而已。

一、放眼全球的混動(dòng)HEV和PHEV

三駕馬車(chē)之普銳斯，將起跑線設(shè)定在用成熟的電動(dòng)化技術(shù)，大規(guī)模應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車(chē)領(lǐng)域。豐田普銳斯批量上市于1997年12月，成為全球領(lǐng)跑者歷經(jīng)20年歲月無(wú)可替代。截至2017年11月末，豐田HEV和PHEV面向全球累計(jì)銷(xiāo)售1100多萬(wàn)輛。采用日本J08工況法測(cè)得新款普銳斯耗油量?jī)H為2.45L/100km（電耗折算油耗）。

圖1 豐田普銳斯汽車(chē)

豐田的目標(biāo)是用HEV替代所有傳統(tǒng)燃料汽車(chē)，因?yàn)檫@種混合動(dòng)力汽車(chē)的電動(dòng)化技術(shù)做到了極致，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施沒(méi)有依賴(lài)并且節(jié)能、環(huán)保水平高超，由此可以輕而易舉地向全球各個(gè)角落普及。豐田公司從2012年開(kāi)始面向全球市場(chǎng)銷(xiāo)售四代普瑞斯，以及2017年2月發(fā)售第2代PHEV，旨在向世界宣示：采用汽車(chē)電動(dòng)化技術(shù)路線的普銳斯，對(duì)節(jié)能與環(huán)保的貢獻(xiàn)是絕無(wú)僅有的。將成為未來(lái)唯一不受使用條件限制的、可以全面取代傳統(tǒng)燃料的節(jié)能環(huán)保車(chē)型，最能夠?qū)崿F(xiàn)市場(chǎng)化的汽車(chē)非HEV和PHEV莫屬。

二、全球唯一量產(chǎn)的氫燃料FCV

三駕馬車(chē)之燃料電池汽車(chē)采用氫燃料電池為動(dòng)力，在運(yùn)行中不會(huì)排放CO2使環(huán)保性能無(wú)可比擬。其便利性還在于，一次填充燃料的續(xù)駛里程可以與汽油車(chē)相當(dāng)。

豐田燃料電池汽車(chē)美萊（MIRAI）起跑于2014年。采用日本JC08工況模式測(cè)試，一次填充燃料的續(xù)航里程為 650公里（圖2）。該車(chē)陸續(xù)進(jìn)入歐美等汽車(chē)工業(yè)發(fā)動(dòng)國(guó)家，自2014上市至2017年10月，以45萬(wàn)元人民幣左右的售價(jià)累計(jì)銷(xiāo)售了4300輛。豐田計(jì)劃10年內(nèi)使美萊（MIRAI）的售價(jià)降低60%，使之達(dá)到整車(chē)售價(jià)低于20萬(wàn)人民幣，與豐田HEV混合動(dòng)力價(jià)格持平。

圖2 展會(huì)上的美萊（MIRAI）FCV

2017年10月，兩臺(tái)豐田美萊「MIRAI」進(jìn)入中國(guó)，由豐田汽車(chē)研發(fā)中心（中國(guó)）有限公司（TMEC），在北京、上海、廣州等中心城市進(jìn)行氫燃料汽車(chē)應(yīng)用推廣的試驗(yàn)與驗(yàn)證，有5座氫燃料加注站開(kāi)始陸續(xù)建設(shè)（圖2），以確得推廣應(yīng)用氫燃料汽車(chē)的商業(yè)模式。

圖3 豐田設(shè)中國(guó)某開(kāi)發(fā)區(qū)的TMEC氫燃料加注站

該TMEC氫燃料加注站占地面積約280平米，采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)管理方式，壓差式填充壓力為70MPa。

展會(huì)亮相的另一款名為「Fine-Comfort Ride」的燃料電池汽車(chē)（FCV），采用4臺(tái)輪轂電機(jī)四輪驅(qū)動(dòng)（圖4），電機(jī)效率相當(dāng)于豐田美萊燃料電池汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的1.2倍。加之配裝大容量氫燃料儲(chǔ)液罐等技術(shù)措施，使這款電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程達(dá)到1000km以上。

圖4 豐田Fine-Comfort Ride燃料電池汽車(chē)

這款將于2018年上市的新車(chē)型，續(xù)駛里程比豐田在全球頗具影響力的美萊（MIRAI）延長(zhǎng)至1.5倍，一次填充燃料可以達(dá)到1000公里。相當(dāng)于日產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)“聆風(fēng)”續(xù)駛里程400公里的2.5倍。

之所以能夠?qū)⒗m(xù)駛里程提高到1000km以上，其核心技術(shù)集中體現(xiàn)在如下三個(gè)方面：一是采用輪轂電機(jī)（IWM）使氫燃料箱的配備空間擴(kuò)大；二是新技術(shù)使氫燃料電池氫電轉(zhuǎn)換效率大幅提高；三是有效地降低了空氣阻力、滾動(dòng)阻力等行駛阻力（圖5）。

圖5 從Fine-Comfort Ride右后方看過(guò)去

值得一提的是，采用輪轂電機(jī)（IWM）有條件將驅(qū)動(dòng)電機(jī)體積縮小，并將驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別布置在前后左右4個(gè)車(chē)輪上。不需要像傳統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)那樣采用大型驅(qū)動(dòng)電機(jī)集中驅(qū)動(dòng)，由此可節(jié)省更多整車(chē)布置空間，有條件將圓筒形氫燃料罐縱向布置在汽車(chē)中部地板下面。

豐田負(fù)責(zé)FCV開(kāi)發(fā)的技術(shù)人員表示，采用輪轂電機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵有二：一是如何降低電機(jī)體積和重量；二是如何控制電機(jī)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、驅(qū)動(dòng)力輸出的協(xié)調(diào)性。

這款車(chē)的輪轂電機(jī)總質(zhì)量是20?25kg，裝在輪輞內(nèi)部所占空間恰到好處（圖6）。在協(xié)調(diào)性控制方面，需要讓車(chē)輪各自適應(yīng)與當(dāng)前路面附著力并輸出所需牽引力和轉(zhuǎn)速，這對(duì)汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性以及延長(zhǎng)輪胎使用壽命都是至關(guān)重要的。

圖6 采用輪轂電機(jī)的4輪驅(qū)動(dòng)

展會(huì)一亮相的另外一款燃料電池大客車(chē)名為“SORA”（圖7）。采用燃料電池與混合動(dòng)力技術(shù)融合的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，一次填充燃料的續(xù)駛里程約500公里左右；不使用空調(diào)駛的續(xù)駛里程可以達(dá)到650公里以上。

圖7 豐田燃料電池FCV公交車(chē)

這款燃料電池客車(chē)將從2018年開(kāi)始批量上市，計(jì)劃2020年為東京奧運(yùn)會(huì)和殘奧會(huì)提供100輛以上，會(huì)后成為東京圈公交運(yùn)營(yíng)工具。這款燃料電池客車(chē)的開(kāi)發(fā)理念是，最大限度地發(fā)揮燃料電池FC的能量轉(zhuǎn)換特性，為保護(hù)環(huán)境和城鄉(xiāng)居民出行而奉獻(xiàn)于社會(huì)的氫燃料客車(chē)。

三、從固體電池起步純電動(dòng)BEV

三駕馬車(chē)之全固體電池將于2020之后問(wèn)世，是豐田汽車(chē)進(jìn)軍純電動(dòng)汽車(chē)BEV領(lǐng)域的殺手锏。當(dāng)豐田HEV、PHEV和FCV已經(jīng)站穩(wěn)腳跟，并且有了1100多萬(wàn)輛的市場(chǎng)業(yè)績(jī)之際，豐田公司在2017年11月27日紀(jì)念普銳斯問(wèn)世20周年技術(shù)說(shuō)明會(huì)上高調(diào)重申：豐田汽車(chē)的電動(dòng)化將是全方位的。盡管豐田在此之前有過(guò)“rav4 ev”和“eq”等產(chǎn)品問(wèn)世，但是豐田公司所追求的真正意義上的純電動(dòng)汽車(chē)BEV，將采用正在研制的固體電池（圖8）。

豐田公司認(rèn)為，日產(chǎn)汽車(chē)Leaf 聆風(fēng)的續(xù)航里程雖然可以達(dá)到400公里，但是還是不能滿(mǎn)足用戶(hù)的使用愿望。不能簡(jiǎn)單地以續(xù)航距離的長(zhǎng)短論英雄，而是滿(mǎn)足備充電時(shí)間、地點(diǎn)的靈活性，以及有隨意延長(zhǎng)續(xù)駛里程的余地才更具人性化。

豐田公司常務(wù)理事安部靜生舉例說(shuō)，如果汽油車(chē)用3分鐘時(shí)間加油便可行駛500～600公里的話，電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)間要超過(guò)10小時(shí)，即使是快速充電也要花費(fèi)數(shù)十分鐘是不可取的。如何突破目前電池充、體積、重量、安全、壽命等技術(shù)瓶頸，需要我們豐田公司另辟蹊徑通過(guò)“銳意開(kāi)發(fā)”解決這類(lèi)技術(shù)難題。

日前，豐田公司正式宣布：全固態(tài)電池電動(dòng)汽車(chē)BEV將于2025年之前批量投放市場(chǎng)。宣稱(chēng)在早之前已有200多專(zhuān)業(yè)人員致力于全固態(tài)電池的研發(fā)，是世界上擁有全固態(tài)電池專(zhuān)利技術(shù)最多的企業(yè)。未來(lái)，將與電池制造企業(yè)合作生產(chǎn)全固態(tài)電池，用于豐田的將于2020之后量產(chǎn)的純電動(dòng)汽車(chē)BEV上。

圖8 豐田BEV采用的全固體電池特性

圖8所示是豐田于若干年前開(kāi)始研發(fā)的下一代汽車(chē)動(dòng)力電池——全固體電池。比目前流行的鋰離子系列汽車(chē)電池能量密度高、功率密度大，而且不存在可燃液體泄漏等隱患，因此安全性能非常優(yōu)越。加之對(duì)電池控制系統(tǒng)的精益化管理，以及與大牌電池制造企業(yè)的合作，其充放電效率、使用壽命、充電時(shí)間以及環(huán)境友好性均無(wú)與倫比。

本文旨在通過(guò)上述信息提醒決策者們，彎道超車(chē)的起跑線不在我們的腳下，自詡行業(yè)冠軍、自稱(chēng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)跑者更有癡人說(shuō)夢(mèng)之嫌……尤其是在商用車(chē)領(lǐng)域“急功近利”地大搞純電動(dòng)BEV化，或許在若干年之后幡然醒悟成“令人追悔莫及的路線錯(cuò)誤”。

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