“每一次都为更低能耗 丰田电动化技术简析”

本篇文章2270字，读完约6分钟

版权声明:本文版权为网易汽车全部，转载请注明出处。

网易汽车8月28日报道称，能源危机似乎会给汽车产业带来技术更迭的契机。 混动、纯电、氢燃料电池等技术就是在这样的大背景下迅速发展起来的。 目前，大气污染、温室效应、资源过度消耗等问题已经成为世界可持续快速发展的重要阻力，对汽车工业来说，降低能耗提高燃料的采用效率、利用替代燃料已经成为必然选择。

上市20年沉淀，丰田在以电池、电机、电控为主的电动化三电技术方面取得了深厚的积累。 最近丰田对外展示了在电动化行业的“家底”，当然这次对外展示的第一是混合动力车的三电技术，关于纯电、fcv等行业的黑色科学技术将来会对外展示。

在开始具体的技术展示之前，需要了解丰田对电动化行业的计划和目标。

年在中国发售c-hr和奕泽izoa ev车型

年10月，丰田发布“丰田环境挑战2050”战术，提出在2050年全球新车平均行驶中降低90%的co2排放量的目标，而普及电动化车型是实现这一目标的中长期战略。

为此，丰田对该战术的执行目标进行了分解细化，在去年12月丰田公布的-2030年新能源车型挑战计划中，将开发和普及包括hev、phev、ev、fcev在内的电动汽车放在了首位。

1 .按计划从年开始，率先在中国市场上市c-hr和奕泽izoa的ev车型，然后依次引入日本、印度、美国、欧洲市场。 不断升级丰田ths-ii混合动力系统的性能，并开发强动力型、简易型等多种类型的混合动力系统，持续扩展插电式混合动力汽车的产品阵容。

2 .到2025年，全球市场上销售的纯电动汽车型数量将扩大到10多种。2025年，丰田全部产品将全面电气化，只搭载以前传说的发动机的车型将不再提供。

.目标是到2030年，全球市场达到550万辆以上电动汽车的年销量，其中零排放纯电动和燃料电池车年销量达到100万辆以上。

关于动力电池，丰田也以“2025年之前的商用化”为目标，开发新一代高性能全固态电池。 丰田公司希望在2025年之前将新一代固体电池商业化。 另外，丰田也将与松下合作开发方形车载电池。

三电钥匙技术和零部件开发战略小型轻量化、低损耗化、低价格化

对比电动化车型的核心三电技术和零部件，丰田的开发战略由三个方面构成，小型、轻量化的低损耗和低价格化。 丰田这次将包括pcu (动力控制单元)、马达、电池组在内的4代全部产品带到现场拆解展示。

从直观上看，动力控制单元( pcu )、电动机、电池组三种电动化型号的核心部件从第一代到第四代的体积小型化和轻量化趋势明显。

以电池组为例，通过部件的小型化和整合，各世代的普锐斯电池组的体积都在缩小。 另外，通过电极材料和控制改良，电池整体的性能和车种的通用性也得到了大幅提高。 最新一代电池组的最大输入功率比第一代提高了68%，最大输出功率提高了28%。

第一代普瑞斯电池单元使用的是圆形镍电池，第四代最适合于方形li-ion电池。 另外，丰田通过在混合动力系统中组装升压转换器，以降低电池的额定电压，减少电池单元数。 这也使得电池对车内布局的选择性越来越多，不影响空的采用，并且在小型车上搭载混合动力系统变得容易。 由于第一代配置在后座背面，第四代电池组可以配置在后座下方，配置位置的变化也有助于扩大后座行李箱体积。

pcu与功率半导体技术

pcu和功率半导体技术的开发大体上是低损失、小型轻量化、低价格。 第一代pcu体积为17.4l，但第四代体积降至8.4l，功率密度提高了2.5倍。

pcu主要由ipm、升压变压器、电抗器、冷却器、dcdc逆变器组成，从第二代普锐斯开始增加升压变压器，将系统电压提高到500v。 增加升压变压器的目的是降低电流和设备损耗，以同等的功率实现系统的小型高效化和低价化。 在冷却性能方面，第4代pcu使用双面冷却结构大幅提高了冷却性能。

igbt (绝缘栅双极晶体管芯片)是车载逆变器的核心功率器件，这自然也成为电机驱动部分最核心的元件，因此igbt在综合性能方面占有明显的特点，非常适合直流电压在600v以上的变流器系统等行业 由于igbt的重要性，现阶段丰田也成为了世界上唯一可以自产igbt管的汽车制造商。

电动机技术

丰田汽车技术的优化最重要的是优化电机的特点和减速机构，减小电机的体积和重量，提高电机的冷却性能，提高电价驱动机组的效率，降低损耗，提高电动机组的静音性。

与驱动桥的小型轻量化技术相对，丰田从第三代开始就使用齿轮传动马达，以降低纵向距离。 第四代驱动发电机是使用平行轴设计的。 最终通过改变齿轮组、电机室的油室化、油位优化等，损失降低了60%。

第一代电动机的体积为5.1l，到了第四代，体积下降到了2.2l。 第四代电机的最高转速达到了17000rpm，转速比第一代提高了3倍。

第四代电动机的定子绕组线圈采用矩形线(扁线)布局，增加铜线面积，提高线圈的占空系数，提高通过电流。

说起丰田的新能源技术，很多人最先想到的是混合动力技术和普锐斯，但毫不夸张地说，以普锐斯为代表的混合动力技术已经成为丰田对外的重要名片。 数据是最好的佐证，20世纪70年代，丰田正式开始混合动力技术的研究，20世纪97年初代丰田普锐斯开始全球销售。 迄今为止，丰田的混合动力车在世界上的累计销量突破了1200万辆。

此外，新能源汽车三电技术仍面临巨大挑战，未来汽车电池能源密度和安全性的提高、固体电池的商业化、电机与控制的集聚度、三电产业一体化的建立、基础设施的完善等都对车企和供应商及政策的制定者提出了更高的要求。