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化蛹成蝶只在今朝?混合动力技术进入新阶段

2016-01-08 09:58:07 零排放汽车网-专注新能源汽车,混合动力汽车,电动汽车,节能汽车等新闻资讯 网友评论 0

从2016年开始,丰田公司所持有的一部分混动车相关专利群的保护期逐渐到期,从理论上讲,失去保护的那部分专利可以被其它厂家所利用。

3. 丰田混动系统的独到之处

和其他厂家生产的混动车采用串联或并联驱动方式不同,丰田的混动系统采用了混连方式。这是能够最大限度地发挥内燃机和电动机的驱动力的结构,但是也是一条遍布荆棘的小径。因为采用这种方式,就意味着丰田公司要同时解决串联方式和并联方式中所有的缺点。

在驱动构造等硬件方面,为提高行驶的舒适程度,丰田在其混动车的动力分配方面,独创性地采用了一套行星齿轮差速器传动系统,来进行内燃机和电动机之间的动力分配,从而避开了并联式混动系统中的离合器。在传动部分,普锐斯并没有配置与传统的无级变速系统相近的结构,但依靠这一套行星齿轮差速器,却实现了与无级变速车相同的行驶体验。因此,驾驶丰田混动车时,完全感觉不到内燃机和电动机驱动的切换过程,甚至在大多数情况下,根本不知道当前是在用内燃机还是在用电动机驱动。

在软件方面最大的问题,就是如何合理地控制内燃机和2台电动机(其中一台发电机和电动机兼用)的动作,保证在各种行驶状态下,能够有机地将内燃机和电动机结合在一起,使整个系统的效率达到最高。

同时,为操控这套混联式混动系统,丰田开发出了一套极其巧妙的操控软件。在保证车辆平稳行驶的同时,根据行驶状况、车载电池的充电状况和驾驶者的意图灵活在内燃机和电动机驱动之间进行切换、在使用内燃机驱动和发电之间进行切换。在节能的同时,还能保护蓄电池。限于篇幅,这里不作深度叙述。

这套操控软件的精妙达到了这样的程度:车载电池的寿命与车辆的寿命相同!据报道:国外曾经有过使用原装车载电池行驶150万公里的纪录。

从总体看,丰田的混动系统,是一个很“取巧”的系统,它使用了较小的内燃机和电动机,实现了较大的驱动功率,和较理想的行驶状况。

如果说,THS-II系统是丰田公司几十年来在机械和电子方面成就的集大成,这种评价也并不过分!

4. 新型普锐斯的改良点

第四代普锐斯的车体经过重新设计,降低了车辆重心,同时内装设计也更加人性化。在内燃机方面,为降低油耗采用了EGR(排气再循环)技术,同时,增加了控制内燃机冷却水流量的阀门,可以较快地实现内燃机的暖机状态。在制造车体时,采用激光点焊技术和结构用车体胶粘剂,提高了钣金部分的连结刚性。在保持车体结构强度的同时,减轻了车体重量。

在驾驶辅助功能方面,导入了彩色平视显示器(Color head-up display)减少了行驶过程中的视线移动;使用毫米波雷达、摄像机和超声波,探测周围车辆、行人动向,为驾驶员提供警告,甚至自动刹车;搭载了自动泊车系统;增大了导航器液晶屏尺寸;在方向盘上使用了温度变化范围较小的素材等等。

第四代普锐斯的油耗达到创纪录的40公里/升(2.5升/百公里),是整个普锐斯开发团队殚精竭虑地研发的结果。据丰田公司普锐斯开发团队的总工程师丰岛浩二介绍,为降低能耗,研发团队甚至尽量减少控制系统中的芯片数量!因为多一个芯片,就会相应地增加电能的消耗。同样地,每个零部件都是以几克甚至零点几克的程度地减少重量的。上述的油耗数字都是靠着“如果这样改进一下,行驶距离会延长几米、几十米”这种精神而取得的!

另外,第四代普锐斯首次导入了电控4WD(四轮驱动)车型。对于类似与我国北方寒冷地区的冰雪路面,四轮驱动车型将会发挥重要的作用。

可以说,第四代普锐斯是丰田汽车各种新技术集大成的产物。

令人惊喜的是第四代普锐斯的外观设计。该车一改以前与日本市场相适应的朴实、低调、平淡,变得华丽、张扬、大气。这种外观,与其说是面向日本国内市场,毋宁说是为国外市场,特别是中国市场而设计的。希望这种改变能为该车的销售带来新的气象。

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图7 第四代普锐斯 照片来源:http://autoc-one.jp/

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图8 第四代普锐斯的前大灯 照片来源:http://autoc-one.jp/

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图9 第四代普锐斯的尾灯 照片来源:http://autoc-one.jp/

附带说一句:近几年丰田公司车辆的外型设计偏向于霸道、狰狞、目空一切同时个性十足,与日本市场上主流车型的柔和、细腻、文质彬彬而又雅俗共赏形成鲜明的对比,不知是否缘于近几年丰田一直保持着销量世界前几名而带来的心态转变?

比如下面的照片:

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图10 皇冠Athlete。

“温文尔雅”的2009年型(上)与“龇牙咧嘴”的2015年型(下)

照片来源:上:minkara.co.jp 下:丰田公司官网

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图11 丰田埃尔法Alphard保姆车。

“亲民”的初代2002年型(上)与“峥嵘”的2015年型(下)

照片来源:上:carsensor.net 下:http://www.alphard.car-lineup.com/

普锐斯的意义在于,它是世界上第一款真正意义上的节能车。它精打细算地使用化石燃料(汽油),同时锱铢必较地使用燃料燃烧所产生的能量(电能),然后一丝不苟地回收车辆的动能。

它将车辆的节能研发从如何节省燃料,推广到如何回收能量这方面。

实际上,虽然人们在驾驶汽车时往往追求那种将油门踏到底时产生的那种“推背感”,享受那种在上坡时仍能任意超车的豪爽。如果想偶尔地体验一下这种超日常经验的感受,是无可厚非的;但是,在日常生活中使用过大排量的汽车,宛如在日常的饮食中摄取过量的卡路里一样的是荒唐的。

5. 群狼环伺的新普锐斯

虽然第四代普锐斯在外观和性能上进行了很大的改良,但是其销量并不能令人乐观。

5.1 第四代普锐斯的生存环境

其前辈们相比,第四代普锐斯在市场方面最大的变化,就是其生存环境要恶劣得多。

至第三代普锐斯推向市场之前,普锐斯基本上在日本市场独占鳌头,还是日本市场上唯一一款新能源汽车。所以,普锐斯根本就不担心卖不出去。甚至在那个时代,丰田公司连制造普锐斯用电机的关键材料——稀土材料都不担心货源!想比丰田公司中普锐斯相关人员一定是很缅怀那个时代吧?

可是,有道是三十年河东三十年河西,对于普锐斯来讲,往日的荣华不复存在。

打开丰田公司的销售网页,其中混动车就有21种,如果包括雷克萨斯系列中的混动车(8种),就意味着即使在丰田公司内部,普锐斯也面临着几十个“兄弟”之间的竞争,更别说还有燃料电池车“MIRAI”这个“表亲”在旁边虎视眈眈。而在日本市场上,电动车、氢燃料汽车(马自达推出的使用氢气作为燃料的转子发动机汽车)、清洁型柴油车以及液化石油气车等等也将与普锐斯形成激烈竞争的态势。

第四代普锐斯面对的挑战不仅来自于丰田大家庭内部,来自外部的竞争也非常多。

现在,欧洲以及韩国厂家纷纷推出了自己的混动车。在中国国内,比亚迪的秦、上汽的荣威550和江淮和悦等也在瓜分混动车市场。特别需要指出的是:在国内市场上,政策是不倾向于普锐斯的。这个问题稍后详述。

5.2 销售价格问题

另外一个有可能恶化普锐斯销售成绩的因素,是第四代普锐斯的销售价格。

在第三代普锐斯登场之前,普锐斯独霸混动车的天下。而当第三代普锐斯推出之际,为与当时刚刚推出的本田公司的第二代Insight混动车相竞争,不得不将原来丰田内部定价降低20%左右销售。虽然,第三代普锐斯的销售也取得了很大的成功,但丰田的内部核算应该是比较紧张的。

虽然到本稿发稿为止,在国内销售普锐斯的一汽丰田汽车销售有限公司仍没有公布国内的售价(是否在国内销售第四代普锐斯也没有相应的信息)。但从日本市场看,第三代普锐斯的售价在205~343万日元之间,而第四代普锐斯的售价在242~339万日元之间,似乎没有明显的价格变化。看来丰田公司为保住日本国内的普锐斯市场,还是下了很大的决心的。

不过,这种价格设定是否也同样适用于以中国市场为首的国外市场,还需要时间的检验。

还有一个重要的负面因素,是目前国际市场上石油价格持续走低。国际市场的油价在2008年7月达到最高峰的147.27美元/桶之后,大幅度下降,并持续在40元/桶上下浮动(2016年1月6日的牌价为35.97美元/桶,仅相当于最高值时的1/4以下)。

节省燃料是普锐斯最大的卖点。所以从市场整体看,当油价上升,以普锐斯为代表的新能源汽车销量上升;当油价下跌,则新能源汽车的销量也随之下降。特别是在丰田另一个大市场——北美市场上,消费者在油价下跌背景下更倾向于购置大型内燃机汽车,所以在油价低迷的大环境下,新型普锐斯是否能迎来开门红,恐怕需要经过一段时间才能看出结果。

目前,在日本国内第四代普锐斯的产能大约为每个月4万-5万辆,这个产能是否能全部用尽,还是个未知数。

6. 从销量上看世界市场上普锐斯的认知程度

作为第一款真正意义上的节能车,普锐斯诞生于1997年。从那时到2015年7月底,在全世界包括普锐斯在内的丰田公司产混动车已经超过800万台。

这个数字到底怎么样?

丰田产混动车在世界市场的销量分别为:日本销量为388万7,800台、北美地区为278万9,100台、欧洲为93万100台。

从数字上看,北美的销量很高。但是要注意的是:北美市场每年的市场规模将近2,000万台,普锐斯推出后17年间,北美混动车共销售不到279万台实际上是个很小的数字(混动车的年均销量不到北美市场总销量1%)。

与其相对应的是,日本市场的规模只有北美的1/3,却取得了北美市场1.3倍以上的销售成绩。借此,也可以看出混动车在日本市场的接受程度。而这也成为混动车在日本接近于“加拉帕戈斯”化的一个证据。

作为一个在系统方面无可争议的产品,以普锐斯为代表的混动车无可置疑地开拓了一个新的市场,为车辆的发展指明了一条新的道路。但是,为什么在欧美市场的成功并不显著?

除上述的油价以及消费者倾向于大排量车以外,恐怕是欧美与日本的道路环境之差吧?

混动车的优势,在于能够吸收车辆在减速时的动能。日本的道路上,信号灯以及转弯比较多,很多的地段都是处于慢性的堵车状态。在频繁的启动和刹车操作下,混动车能发挥较大的作用。

而欧美的道路通行比较顺畅,高速公路系统比较发达,混动车在高速公路上行驶时,基本上是由内燃机在进行驱动。在这种情况下,混动车的优势不仅无法发挥,更由于混动车用电池的研发迟迟未见进展,相对来讲更容易被环保意识较高的欧美所敬远。

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作者:闻岩 来源:第一电动网

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