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丰田全球普及电动车奕泽E进擎在中国按下开始键技术
文章来源:高低压绝缘漆    时间:2024-03-22 02:25:30

  在全球主流汽车市场上,越来越严格的排放法规促使汽车厂商开始了电气化(电动化)转型,内燃机加电动机的组合,无疑是现阶段降低二氧化碳排放、降低油耗的最好解决方案。

  实际上,关于汽车厂商的电气化转型路线大多数都已经异常清晰,一边是不遗余力地改造内燃机,为其添加电机、电池、电源管理系统,来改善低时速区间的大负荷、高能耗特性;而另一方面,则是不断的提高纯电驱动系统的效率,其目标则是让电池更耐用,行驶距离更长。

  关于电动车和内燃机汽车的对比,有一种说法是,内燃机汽车是分散式碳排放,而电动车则是由发电站集中供给能源,碳排放可量化。所以对于“电动车更环保”这一理论,大概也是基于可量化的数据而来。

  不过从技术层面来说,无论是内燃机、混合动力,还是EV纯电动,都要依赖于传统的汽车制造经验——会造传统内燃机汽车,才能造好电动车。尤其对于EV纯电动而言,混合动力更像是一个技术累计的阶段,是内燃机过渡到纯电动的必经之路。

  有了混合动力的技术积累,摸透了电机、电池、管理系统等有关技术,造EV纯电动似乎更轻松易行。而在混动领域,能在第一时间想到的品牌非丰田汽车莫属了。

  1992年1月,一份《丰田地球环境》在全球发布,就如何参与环保行动丰田汽车拿出了自己的解决方案,并且在随后的1993年启动了代号为G21的混合动力汽车项目——将方案付诸于实际行动,这款车便是后来流行于全球的Prius(普锐斯)。

  如果说当下的Hybrid大潮、EV大潮是汽车厂商电气化转型的开端,那么很显然,丰田汽车拉开序幕的时间提前了二十三年。

  在过去的二十三年里,丰田汽车在全世界内销售了超过1500万辆各型电动化、电气化车型,时至今日慢慢的变成了全球唯一同时掌握HEV(混合动力)、PHEV(插电混合动力)、EV(纯电动)、FCEV(氢能燃料电池)全方位电动化技术的主机厂,而且还保持着电池0安全事故的美誉。

  比较有意思的是,在电动化转型几十年后,丰田汽车对于自身的定位也展开了探讨。

  于是在2018年的时候,我们正真看到丰田章男社长对外宣布,TOYOTA将从一家传统的汽车制造商开始向移动服务提供商转型。丰田的意图也很简单,一方面要与合作伙伴构建新的商业模式,另一方面也要让所有目标群体实现“自由移动”的设想。

  电动化,尤其是纯电动汽车的出现,再配合ADAS智能驾驶辅助系统,则奠定了未来无人驾驶汽车的雏形。不仅是丰田需要面对未来的全球电动、智能化格局,这也是众多汽车厂商开始做的事情,只是丰田的步伐迈得更大、更快。

  实际上,数据仍然是最好的佐证和支撑。根据丰田汽车发布的信息数据显示,在2025年的时候,要向市场投放10款以上的纯电动车型,而且还制定了销售550万辆纯电动汽车的宏伟计划;到2050年,新车行驶过程中CO2排放量相比2010年减少90%,纯电动显然是不可阻挡的趋势。

  对于丰田汽车来说,做了二十多年混合动力,虽然没有大规模涉足EV领域,但实际上也并不存在进入纯电动领域的技术壁垒。

  因为丰田在售的混合动力车型(HEV),能以纯电模式行驶几公里,甚至PHEV插混车型能纯电行驶几十公里都不在话下。因此,对于推出EV纯电动汽车似乎只是时间问题。

  在刚刚过去的5月份,挂“牛头标”的首款EV车型推出了——一汽丰田奕泽E进擎——连名字都这么有战斗力。奕泽E进擎和奕泽IZOA燃油版形成了一对产品组合,构建起了奕泽IZOA家族的2020年阵容。而且这款电动SUV的特点鲜明:首先是基于丰田HEV技术培植;其次则是继承了TNGA架构的安全性和操控性能。

  大概看奕泽E进擎的出现会觉得时间节点有些晚,比如日产汽车的Leaf(聆风)都已经卖了十年了,而且取得了不俗的销售成绩。不过从侧面也显而易见,丰田其实一直以来都在HEV领域做技术储备,而且也在规划整个产业布局,尤其是在中国市场。

  从丰田陆续公布的信息来看,他们已联手松下电器共同开发动力电池,在国内也和比亚迪成立了技术合资公司,共同开发纯电车的有关技术。而在整车方面,则利用TNGA架构的优势开发了首款纯电车型奕泽E进擎。一出好戏就此开始了。

  回到前面我们讨论过的话题:丰田汽车要向移动服务提供商转型,而电动化、智能化则是必要的手段。事实上作为全球年销量千万级的汽车品牌,丰田汽车涉足EV领域后,所要面对的竞争对手不仅是传统的一众汽车厂商,还有来自于美国的EV巨鳄——特斯拉。

  特斯拉目前的在售车型包括Model 3、S、X和Y,后续还有Cybertruck电动皮卡。在车型数量上远不及丰田的体量,但特斯拉的热,就在于它以一家科技公司的身份闯入了EV汽车领域,再用一系列科技化的装备和前卫的设计重新定义了电动豪华车的标准。

  因此,造EV汽车以特斯拉为目标对手,似乎慢慢的变成了“全民共识”。这似乎也涉及到一个核心问题——特斯拉的优势在哪里?为何需要对标特斯拉?

  关于特斯拉Model 3的优势,其实大多分布在在电源管理系统上,他们的算法能得到一个比较真实的续航能力。而且Model 3使用了松下的18650圆柱电池组成模块化,总共有4500颗电芯,保证了充放电性能。但电芯越多却意味着稳定性不够好,怎么样才能做好电池的协调和管理是门高深的学问。

  在这方面,丰田依据自己经验拿出了更优的解决方案。在奕泽E进擎上使用了更为先进的方形电池——供货商仍然是松下,属于一款迭代的产品。但是电芯数量大幅度减少——仅为288颗,稳定性、安全性、散热性能不仅更好,其总容量54.3kWh,能为奕泽E进擎提供400km的续航保证。

  从技术层面来看,同等体积下的电池包,单位体积内的包含的能量大意味着电池更耐用,跑得更远。而电芯数量少,也就表示未来发生故障的机率更小。对于丰田汽车来说,性能数据可能不会做得那么激进,比如动辄500-600km的续航,但至少稳定性会是同种类型的产品里最好的。

  一个活生生的例子是,国产“新势力”以及传统汽车公司在做电动车时候普遍会使用软包电池,但软包电池不仅易发生漏液,还有可能会出现一致性差、寿命短、容量损失等问题,因此在使用的过程中非常容易就发生自燃。

  作为有着二十三年电动化经验的丰田汽车来说,这几十年里不仅保证了电池0安全事故,其可靠性也比同种类型的产品要强。反观特斯拉,一年里总会有那么几次自燃,烧掉的都是车主的信任。

  在TNGA架构上,安全性被提升到了一个新的高度,落实到奕泽E进擎上则表现在车辆结构部件进一步强化——电池包壳体同车身一体化,重心降低14%,车身扭转刚性提升20%。另外,针对电动车的安全特性也进行了深度优化。

  比如说,丰田为保护奕泽E进擎的电池组免受碰撞,创新性地使用了箱梁结构和井字形补强结构,并用冷风管包围电池组,这在业内均属首次应用。同时,电池包使用了深度密封结构,不仅能防尘、防水,底部还有加厚的涂装,进一步强化了防锈能力。

  相比于特斯拉Model 3,奕泽E进擎在车身电池一体化方面就做得更好,更注重安全性。奕泽E进擎的电池包与车身的连接方式为“螺栓加骨骼结构包裹”,属于“双保险”,并且电池底部还有额外增强结构保护,哪怕是极端状态也不用担忧。

  反观Model 3,其电池包一体化设计有欠考虑之嫌疑,虽然也是车身一体化概念,但电池包与车身的连接方式仅为螺栓,电池底部也没有一点保护的方法,关注特斯拉的朋友一定见过特斯拉电池护板无故撕裂脱落的报道。

  汽车有关技术,永远是迭代关系,新车比旧车好这是无法回避的事实。综合看来,在奕泽E进擎上所展出的技术优势,都是丰田汽车用时间和经验慢慢打磨、总结出的。电池组稳定,保护结构强健,这才是一辆安全的EV汽车之基础。

  对电动车来说,电池组的结构与保护的方法显然是重要的两方面,从细节来分析奕泽E进擎,也显而易见丰田对EV的见解和用心。

  当然,丰田的努力也有很多,尤其是作为一台电动车,奕泽E进擎并没有牺牲掉传统汽车所具备的驾驶乐趣和操控性能——开起来要爽快,悬挂支撑、弯道灵活性一样都不能少。

  在动力部分,奕泽E进擎使用了国际大牌——爱信配套的电动机。爱信精机不仅擅长做各类变速箱,其电动机产品也拥有出色的市场美誉度。

  这台永磁同步电机内部用上了大直径线缆、高速转子,上限功率为150kW,最大扭矩达到300Nm,足以媲美2.0T的涡轮增压发动机。如果把加速数据拿出来,也颇具说服力。奕泽E进擎的0-50km/h加速为3.4秒,0-100km/h加速实测也只需7.7秒,堪称合资最速纯电小型SUV。

  此外,奕泽E进擎的电机轴芯管冷却效率很高,可变排量电动机油泵能让电机从始至终保持高性能,并且有效控制能耗。从耗电量来看,奕泽E进擎跑100km需要消耗13.1kWh电量,与特斯拉Model 3的13kWh/100km相当,但好于东风本田X-NV、奥迪Q2 e-tron等车型。

  电耗少,不仅能保证有效续航能力,也能减少充电次数,给电池进行某些特定的程度的“减压”。

  尽管是一台电动车,但丰田工程师对这台车的操控性能仍然花费了不少功夫,其目的是要和燃油版奕泽IZOA保持相同的驾驶品质,为年轻用户更好的提供更有乐趣的驾驶体验。

  在底盘布局方面,前悬挂为麦弗逊式独立结构,后悬为E型多连杆独立结构,针对增重的车身(主要是电池重量)优化了减震器,提升减震器内部反弹弹簧的系数,让侧向支撑效果更好。

  另外,行路机构也有几处强化,首先是使用了新研发的Q711传动轴,能确保动力传递损失最小;其次则是为悬挂使用了中空稳定杆,能减轻簧下质量,在弯道提供更稳定的车身姿态。

  说起来奕泽E进擎虽然是丰田首款电动车,但实际上其背后所付出的努力不亚于当年推出Prius。不论是PCU动力控制单元的小型化、轻量化,还是逆导绝缘栅双极晶体管的高单位体积内的包含的能量,抑或是DC-DC转换器,所有的新技术都是为了安全和高效做铺垫。

  基于奕泽IZOA本身的前卫设计,E进擎就像是“略施粉黛”,便展现出了具有科技感的外观。

  不论在欧洲、日本还是中国,小型SUV都是展现品牌最具动感、前卫设计的车型,奕泽IZOA在这方面就表现得比较大胆。一个Fastback车尾在兼顾视觉的同时也并没有侵占后排乘坐空间。

  当然,看奕泽E进擎,大概从车头就能发现它和燃油版车型的差别。简练的车头进气格栅体现了EV纯电动车的身份,17英寸切割风格轮圈不仅能降低风阻,双色涂装也体现出精致感。

  实际上奕泽E进擎的内饰部分相比燃油版更精彩,整体设计围绕Sensual-Tech(感性-科技)概念展开,并且数字化驾驶舱已经构建完成——仪表盘变更为了12.3英寸液晶屏幕,中控为9英寸触屏,再加上全新的电子挡把,不仅满满的科技感,同时也实现了智能化操作。

  作为TNGA架构的产物,奕泽E进擎在装备上也是看点连连,尤其是新一代Toyota Safety Sense智行安全实现了全系标配。诸如预碰撞安全系统、动态雷达巡航系统、车道循迹辅助、自动远近光切换都能在配置单上看到。

  而电动车必备的智能系统——丰田智行互联,也是实现了全系标配。这套系统能与手机连接,方便远程控制充电、开空调、电量查询、充电桩查询等等。高科技装备、互联网接入,无不体现着奕泽E进擎的人性化。

  奕泽E进擎显然只是丰田涉足EV纯电领域的开始,但也表明丰田进入这一领域的决心和实力。TNGA架构的神奇之处便在于,不仅能支持丰田做好燃油车,也能打造出高效、安全的电动车。

  不可否认,这都是二十三年电动化所积累的宝贵财富,也是丰田足以和特斯拉抗衡的优势。虽然奕泽E进擎来得有些晚,不过火力还挺猛。(撰文Auteur de CK)