一直以來，談到豐田的新能源技術，人們往往想到的只有普銳斯和混合動力技術。可能是因為豐田的混動技術太知名，再加上豐田的行事風格太低調太愚直，人們始終不知道，發展混動技術僅僅是豐田為了實現汽車電動化發展中的一個步驟。

在上一期豐田電動化系列報道中，人民網汽車頻道報道了豐田電動化技術以及相關發展歷程(詳情請點擊：只有混動獨步天下?其實在整個電動化領域豐田早已布局二十年)。本期，讓我們一起了解一下豐田在電動化領域究竟做了什么，作為全球銷量第一的汽車集團，面臨著電動化的全新趨勢，豐田布局之早、技術儲備之豐富，都是令人意想不到的。

車輛電動化有三大關鍵技術，分別是電動機、PCU(電控單元)和電池技術。這三大技術加上發動機就是HEV;加上充電設備就是EV;同時加上發動機和充電設備就是PHEV，而加上燃料電池和儲氫罐就是FCEV。所以無論哪種形式都離不開這三大關鍵技術，豐田就是在這三大關鍵技術上有著自己獨到的研究，也是豐田電動化發展的成果。

豐田自上世紀70年代開始研究，直到第一代普銳斯的問世，可以說就掌握了這三大關鍵技術的研發和制造。而接下來的20多年里，豐田做的就是把電動機、PCU和電池實現輕量化小型化，同時還要有更高效能和更優品質，但成本只降不升。

我們知道，電動車之所以難以發展，一個重要的瓶頸就是電池的儲能密度太低。燃油車實現500公里的續航，只需50L左右的燃料就足以，而純電動車，則要安裝數百公斤的電池包。

豐田一直在致力于電池包的減重。通過零部件小型化和整合，每一代的普銳斯電池包體積都在縮小。此外通過電極材料和控制改良，電池的整體性能和針對不同車型的通用性也有了大幅提升。最新一代的電池組最大輸入功率比第一代提升了68%，最大輸出功率提升了28%。

具體到電池上，第一代普銳斯電池單體采用了圓形Ni電池，到了第四代已經優化為方形LI-ion電池。此外豐田在混動系統中加入升壓轉換器，從而降低電池額定電壓，減少電池單體數量。這也讓電池在車內布局上選擇性更多，在不影響使用空間的同時，小型車搭載混動系統變得更為容易。從第一代安置于后座背面到第四代電池包可以安置于后座之下，安置位置的變化也為擴大后備箱體積做出了貢獻。

在動力控制單元(PCU)方面，同樣也是遵循低損耗、輕量化和低成本的開發原則。距離來說，第一代PCU的體積高達17.4L，而發展到第四代，體積幾乎縮小了一倍，僅為8.4L，同時輸出功率密度則提升了2.5倍。

PCU主要由IPM、升壓變壓器、電抗器、冷卻器、DCDC變頻器構成，從第二代普銳斯開始增加升壓變壓器，將系統電壓提升到500V，追加升壓變壓器的目的在于降低電流和設備損耗，從而同等功率下實現系統的小型高效及低成本化。冷卻性能層面，第四代PCU采用雙面冷卻結構大幅提高冷卻性能。

豐田針對電機技術優化主要包括優化電機特性和減速機構提升電機小型輕量化，提高電動機冷卻性能、推高電價驅動單元效率降低損耗、提高電動單元靜謐性。

針對驅動橋的小型輕量化技術，豐田從第三代開始采用齒輪傳動，降低縱向距離。第四代驅動機發電機采用平行軸設計。最終通過改變齒輪組、電動機室油室化、優化油位等，將損耗降低了60%。

第一代電動機體積為5.1L，到了第四代體積已經降低到2.2L。第四代電動機最高轉速可達17000rpm，轉速比第一代提升了3倍。

第四代電動機定子繞組線圈采用方線(平角線)布局，增加銅線面積提高線圈槽滿率，提升通過電流。

可以看到，這三大關鍵技術歷經了四代發展，豐田的混動技術也歷經了四代發展。從97年的第一代普銳斯到現在的第四代普銳斯，混動系統的體積逐代減小、成本逐代降低、性能逐代提升，而燃油燃燒效能也逐代提高。第一代普銳斯消耗一升燃油可行駛28公里，如今第四代消耗一升燃油可行駛40.8公里，大大減少了化石燃料的消耗，降低了二氧化碳的排放。這就是成果，而這些除了推動混動技術的發展之外，更極大地推動了豐田EV、PHEV和FCEV的同步進步。

在發展混合動力技術的同時，豐田并沒有拘泥于單一的技術路線。2013年，豐田基于自家的微型車iQ推出了iQ EV純電動版本。這臺微型電動車僅僅是豐田的一次試水。

不只是電動車，豐田早就開始了對燃料電池的布局，旗下的Mirai就是較早量產并面向開放市場的氫燃料電池車(FCEV)，早在2014年就已面世。通過從HEV普銳斯研發的成功經驗中，燃料電池車的發展也在不斷汲取著養分。于是我們能夠在2014年看到氫燃料電池車Mirai的上市。Mirai采用的氫燃料電池技術可以讓氫氣在催化劑的作用下與氧氣反應產生電能，并通電機驅動車輛。但其相比于純電動車的優勢在于其無需充電，只用加氫氣的方式實現續航，大大縮短了每次“進站”的時間，相當于用氫燃料代替了汽油和柴油等化石燃料，加氫3分鐘續航超500公里。由于氫氧反應后排放的氣體僅為水，因此實現了0污染。

另外，普銳斯也沒有局限于混動形式，插電混動形式的普銳斯也已經實現了量產。如果說第一代普銳斯之前，豐田還在做技術儲備的話，那從第一代普銳斯開始，HEV就開始得到普及，而豐田的電動化技術也開始蓬勃發展。

可以看出來，經過20年的發展研磨，豐田對電動化技術有著深厚而扎實的儲備。但是為什么直到2020年，豐田才愿意全面推進EV戰略呢?

這又要回到豐田的造車理念上來。愚直的豐田始終沒有忘記自己的“初心”。既然電動化的根本目的是解決環保問題，那么豐田確實還有些事沒找到答案。

事實上，在我國純電動車在行駛過程中雖然確實相比燃油車環保，但是在能量制造和儲備過程中、車輛制造過程中、行駛時、維修時以及報廢后，等等各個環節中的環保問題尚難以解決。雖然這樣“100%”的環保不可能一蹴而就，但豐田人認為，第一款EV車在制造時，就得盡可能的節能環保。

舉一個例子。在城市中設立移動充電車給車輛充電的方案，豐田人覺得并不理想。即便這臺充電車也是電動車，但它載著幾噸重的電池在大街上跑，這很不環保!目前豐田的解決方向是非接觸式自動充電，也就是現在手機實現的無線充電。

再舉一個例子，一些廠家連電池如何回收，稀有金屬如何提取都沒萬全之策，就接二連三地推出電動車，這也很不環保，豐田人覺得這是車企未雨綢繆的責任。豐田的混合動力，從1997年量產普銳斯到現在，回收利用的體制就在不斷實施、探索、改進。

事實上，豐田的電動化布局不只僅限于產品。要實現豐田所構想的電動化移動社會，還需要讓電動化產品和資源能源達成和諧的局面。報廢電池的再利用再循環可實現資源的節約和循環使用。另外則要有效的利用電能和氫能等可再生能源，降低對化石燃料的依賴，實現可持續發展。為此，豐田建立了Hama Wing制氫工廠、虛擬電廠、氫燃料網絡、低碳氫供應鏈等，這樣就有效的利用可再生能源實現了“制造、運輸、使用”整體的低碳化。

制造出高水平的電動化車型或許不難，但要構建可持續發展的電動化移動社會卻不容易，然而豐田似乎已經做出了成績。這就源于其幾十年來的電動化探索，以及不僅限于產品的電動化理念。如果汽車行業沒到轉型之際或許豐田還想再沉淀幾年，以求以更加完美的姿態出現，不過現在電動化殺聲四起，豐田也不得不亮劍了，而這豐田電動化的劍也確實鋒利無比。

(新媒體責編：wb001)