只要丰田想 分分钟造出这样的电动汽车

日经BP社 综合报道

单从业务来看,丰田目前似乎把重点放在了HEV上,其实只要该公司想做,开发EV并不困难。在该公司的大本营日本,支撑EV开发的部件、材料、加工和生产技术比比皆是。只要积极活用日本的优秀技术,丰田就可以制造出前所未有的、充满魅力的EV。在这里,《日经制造》斗胆预测了一下丰田能够开发出的EV会是个什么样子。

使用SiC的轮毂电机

图1是《日经制造》推测的丰田只要动起真格,就能够开发出的EV示意图。这种EV将摆脱只配备小容量电池、短途用“城市型通勤车”的现行思路,尽可能多地配备高能量密度二次电池,使充满电时的EV行驶距离(单次充电续航距离,以下简称续航距离)至少达到400km以上。这是因为如果续航距离输给现行的发动机车,就会迫使客户作出妥协,可能无法给客户留下革新性的印象。

只要丰田想 分分钟造出这样的电动汽车

电池和现在的众多EV一样,配置在车体的地板下方。这是为了利用电池的重量,起到降低重心的效果。这样做不仅可以提高行驶稳定性,而且,电池配置在车外,还能相应地扩大室内空间。

其实,这种EV最大的特点是拥有现行汽车没有的宽敞车内空间。其最大功臣当属轮毂电机。把作为驱动源的马达内置于车轮,可以相应地扩大车内空间。利用在定子外侧配置转子的外转子系统输出大扭矩,直接驱动轮胎旋转。

但车轮内的空间会因此变得比较狭小。因此要采用碳化硅(SiC)制功率半导体,使用紧凑而且高效率化的逆变器内置型轮毂电机(图2)。通过在马达机壳中内置控制马达旋转的逆变器,可以大幅缩小轮毂电机系统的体积。

只要丰田想 分分钟造出这样的电动汽车

EV的部件数量比发动机车和HEV少,车体构造可以比较简单(图3)。因为骨架构件等的截面不需要复杂的成型,所以可以积极使用成型性欠佳的超高张力钢板,在提高强度的同时,实现车体的轻量化。既然电池的重量大,车体就要彻底实现轻量化。

彻底轻量化的车体

为此,不只是超高张力钢板,还要积极为车体采用铝(Al)合金、镁(Mg)合金、钛(Ti)合金和碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)等轻量化材料(图4)。这些不同材料之间的接合,使用异种材料接合技术和粘合剂。从而减少连接件,减轻重量。

只要丰田想 分分钟造出这样的电动汽车

车窗通过采用在聚碳酸酯(PC)上等离子涂布涂布有机硅(Si)、提高了耐候和耐划性的“树脂玻璃”减轻重量。发挥成型性良好的优势,安装部件等周边构件也一体成型,起到减轻重量、降低成本的作用。

与现行汽车相比,令客户感觉变化最大的是前脸的设计。因为不需要收纳发动机,前方只需留出吸收冲击的空间即可,所以能大幅缩短前脸的长度。其空间也可以作为行李舱有效利用。

电池充电将采用无线充电系统,实现充电自动化。冷却系统方面,通过积极使用高效率的部件和材料降低发热量,将采用简单的风冷式系统。以实现冷却系统的轻量化。马达等使用的磁铁,采用提高了耐热性的钕类磁铁,以防范高温下的磁性退化。

因为要使用新的部件和材料、丰富多彩的技术,并且配备大容量电池,所以价格可能比较昂贵。但丰田完全可以推出高价位的EV。美国特斯拉汽车公司的EV尽管售价高达800万日元以上,也一样销售火爆。丰田拥有高档车“雷克萨斯”品牌,以富裕阶层为中心深受欢迎。“因为电池的成本高,所以通过缩小容量,实现适中价格的小型EV”的思维模式,或许是出自于“制造普及车”的固定观念。

现在,丰田提出了“制造更好汽车”的口号,希望该公司在EV领域,也能够表现出打破“常规”的创新性。

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