丰田混动技术虽然优秀,但是那么傲娇也是不对的

天骄

【第一电动网】(特约作者 天骄)最近,关于混合动力的话题随着一些自媒体的发声又热了起来。其实类似的争论很早就有,至少在几年前,国家制订新能源补贴政策的时候,就有媒体人认为不给只给插电混合动力车型和纯电车型补贴,不给非插电车型混合动力补贴是不对的。

他们的理由是,插电混合动力车型普及为时尚早,而混合动力车型省油是实实在在的,当时丰田的普瑞斯,雷克萨斯的CT200的低油耗确实出色,他们的质疑也不无道理。

2015年,在比亚迪秦月销4000多辆,BBA纷纷推出插电混动车型后,类似的议论又起。这种议论有道理吗?混合动力一定要省油吗?

丰田普锐斯

丰田普锐斯

一、混合动力的难题

混合动力最初的思想是很朴素的。我们的汽车油耗通常分为市区油耗和高速油耗,两者差异很大。

这是因为发动机有个最佳燃油效率的问题,在高速情况下,发动机长期工作在高效率状态,同样的负载可以消耗更少的燃油。

而在市区拥堵道路,发动机经常工作在低速下,或者高速超车的状态下,低效率增加了油耗。

于是,混合动力的思路被提出,最早的混合动力思路是串联思路。发动机恒定工作在最佳的转速区间发电,而电能被储存起来,用于驱动电动机,电动机驱动车辆。

因为电机的高效率区间更宽,而发动机一直在高效率区间运转,那么理论上混合动力就可以省油。

但是,这里有一个问题,发动机发电本身会有一个损耗,电机的电驱动又会有一个损耗,两轮损耗下来,并不是所有的动能都转化成了电能,这种方式实际也是降低效率的。

这就有了一个有意思的现象,就是实测下来,理论上应该省油的串联混合动力汽车未必省油。只有在拥堵路况,混合动力才省油,长途下因为两轮损耗,混合动力反而更费油。

于是,本来为了省油的混合动力汽车,在高速下又不得不加上绕开电机的直驱系统(沃蓝达),混合动力汽车费了很大周折,花了很多成本,但是收益仅仅是拥堵路况省油,推广不开也就在所难免了。

二、丰田的创举

日本人自古以来都是螺蛳壳里做道场的高手。古代中国精工细作的日本刀就是紧俏货。二战时日本在技术落后的情况下造出来的零式战斗机也是当时的一流飞机。

日本人把这个精神用在了汽车上。既然普通发动机作串联本身只在拥堵路况下省油,那么我就搞一台不普通的发动机。

阿特金森循环可以提升热效率,那么我就让发动机用阿特金森循环来降低油耗,至于阿特金森循环发动机的低速扭矩小、低速差的弱点,我用额外的电动机来弥补,这样我整个发动机的热效率上来了,就不仅仅是拥堵路况省油的问题了。而是所有路况都能省油。

为了搞定电动机与发动机扭矩协调动力分配的问题,丰田发明了ECVT,通过一组行星齿轮配合电控完美的解决了动力匹配问题,整套系统的平顺性出色,看上去近乎完美。

丰田自己也很得意,它申请了专利,试图大力推广。但是丰田给自己这套THS系统标了比较高的身价,虽然油耗优势明显,但是汽车本身在中国卖得并不太多,因为这套系统加的价格需要开好多年才会省回来,性价比并不高。

丰田这套混合动力的思路,与之前的最佳工况省油是不同的,丰田的思路是发动机提升热效率来省油,电机不过是弥补发动机弱点的工具,ECVT是协调电机、发动机的工具。这与其他厂商不同,所以丰田这套混动的节油效果才出类拔萃。

三、插电混动的兴起

因为丰田申请这套ECVT动力分配系统的专利,其他厂家就只能另辟蹊径。而随着动力电池的不断降价,另外一条混动路线兴起了,这就是并联的插电混动。

丰田这套系统里面的电池不需要支持长途,因为丰田这套本身还是燃油车的思路,电机也好,ECVT也好,混动系统也好,都是为了支持高热效率发动机的辅助系统。而插电混合动力是另外一套思路。

插电混合动力是电动车与燃油车的过渡,电动车的优点是环保,电费低,缺点是充电桩不如加油站普及,充电时间动辄几个小时,远远高于加油的几分钟,所以不能普及。

而插电混合动力的思路是把人们的出行需求细分,正常人们出行,50公里以内的上下班通勤,市内短途占了很大一部分,而插电的思路,就是用电池满足这部分需求。

上下班通勤一般在2个小时30公里以内,而汽车放置在停车位的时间一天高达10多个小时,停车位固定在单位和家,那么电动车充电桩上、充电慢就不再是问题。回家或者放到单位慢慢充电就是了。而环保、电费低的优势充分发挥。

而到了长途旅行,插电混合动力又可以当普通汽车来用,可以用油是拓展汽车的适用范围,一车多用,降低总体成本(否则一个人需要两辆车来满足不同需求)。

要达到这种目的,并不以燃油状态下的省油为目标。插电混合动力的思路是两车合一,不同需求下采用不同驱动模式,至于两种动力带来的加速优势,电四驱……只是附带的收益。

要达到这种目的,就不需要丰田那么复杂的技术,只要最简单的并联就可以了。

于是,我们看到了BBA的插电混动(英菲尼迪也是这个思路),他们仅仅在换用了一款自带电机的变速箱,在后备箱与后排座椅的空间内加上电池,整车不用做太大改动,一辆传统燃油车就有了插电车型。

这种车根本就不是为了低油耗设计的,并联本来就不省油,最多能省一点发动机启停的油耗,稍微带带转速降低发动机低效运行的时间。那插电车去比丰田的那套燃油思路,本来就是南辕北辙。

四、混合动力的未来

目前,电动车的问题主要是电池,具体包括电池的成本、重量、充电时间,如果有一天,电池便宜到跑600公里成本只要2万元,只有100公斤重,充电5分钟充满,那么电动车取代燃油车就是自然的替代结果。

而在这种梦想实现之前,很长一段时间,汽车的发展会停留在混合动力阶段。那么谁会是未来的主流?我们来看一下两条路线的比较。

从目前的趋势看,随着三元锂电池的发展,动力电池降价是大势所趋,这就意味着插电混合动力汽车成本的下降,现在插电混合动力汽车不依赖补贴没有销量,但是过几年,很可能没有补贴也有竞争力。

现在普通家庭要10年的电油差价才能把多付出的购车差价补回来,而未来可能只要3、4年,插电混合动力车型的总体使用成本很可能比原型车更低。

而对汽车企业来说,并联的插电混合动力汽车,特别是德国路线,对原型车改动很小,零件基本通用,也有利于压低成本,插电混合动力车型的选择也会越来越多。

对中国企业来说,选择并联的插电路线,还可以解决发动机水平不高和四驱技术的问题,可谓一举多得。所以插电路线前途光明。

而丰田的混动路线的问题在于价格(国内)与开放,从硬件成本看,丰田的路线需要特殊的发动机(丰田已经通过技术进步,解决了同一台发动机两种循环的问题),需要两台电机,需要特殊的ECVT动力分配装置,需要独特的控制系统。

即使未来市内交通全部电力化,高速公路上的远程汽车运输依然离不开内燃机,而丰田这套混动在长途运输上也能降低油耗,能不能被广泛采用完全取决于费效比。

而丰田这套THS混动的问题在于,节省的油耗弥补不了差价。而丰田没有通过足够大的批量把成本降下来,过去丰田死报专利,追求利润最大化而不普及,这套东西的成本就下不来。

丰田的封闭与保守实际上已经错了一个机会,本来丰田可以称为混合动力行业的标准,但是专利壁垒最终让大多数厂商选择了另外的路线,只有几家厂商购买了丰田的技术。

现在丰田THS的专利即将到期。如果在专利到期后,上游厂商能够利用丰田技术推出成熟的套件,降低成本大面积普及的话,丰田这套也是有前途的。如果丰田继续保守,上游的供应商和其他厂商也没有兴趣跟进,那么丰田这套看上去很优秀的混动系统就会逐渐被淘汰。

开放才能拥抱世界,封闭者没有未来。

作者:天骄

来源:第一电动网

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