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豐田混動介紹

汽車 更新时间:2024-08-06 04:06:35

豐田混動介紹(豐田的混動技術)1

文/騰三毛

車圖騰出品,轉載請注明出處

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HEV混合動力技術上,豐田的優勢有目共睹。日前,據日本經濟新聞報道,豐田汽車決定向其在中國的合資夥伴——廣汽集團提供“汽油-電動”混合動力技術系統,這也是豐田首次向海外企業提供核心的混合動力技術。

報道稱,開發和供應混合動力系統的日本公司BluE Nexus已經與廣汽集團就技術轉讓達成協議。

針對此事,廣汽集團内部人士向媒體透露,這一消息尚未官宣,但是可以肯定的是采用豐田THS系統的廣汽混合動力産品将于2021年推出。

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▍混動先行者

其實關于汽車混合動力系統,業内流傳這麼一句話:世界上隻有兩種混動,一種是豐田,一種是其他家。當然,這話有些誇張的成分,但也側面印證了豐田混動系統中的地位以及市場的良好口碑。

豐田的招牌混動技術為THS(Toyota Hybrid System),是一套花費千億研發的動力系統。結構上,該系統主要結構為一台A循環發動機(阿特金森循環)、一大一小兩部電機、一個行星齒輪機構及關聯的電池組/能量管理機構,并沒有傳統意義上的變速箱。

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這個技術的絕妙之處在于,通過行星齒輪機構,有效組合了并聯和串聯兩種模式,在電力驅動和汽油燃料驅動配比控制上,完全由能量控制單元進行計算分配,實現最佳的混合動力比。優點是省油,且沒有續航焦慮,價格比純電、插電更便宜,可靠性更高。

THS混動系統最早應用在1997年的第一代豐田Prius上。第一代普銳斯上市初期,“混合動力(HEV)”的認知度還不高,豐田内部質疑該技術能否賺錢,市場上也諷刺這項技術為“宅男開的車”,今天回過頭來看隻是些許雜音,但在當時可不能這麼簡單看待。

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經過4代技術更疊,豐田持續擴充HEV産品陣容,今年北京車展上,豐田向中國用戶帶來了亞洲龍雙擎、凱美瑞雙擎、卡羅拉雙擎、雷淩雙擎運動版、榮放雙擎、威蘭達雙擎和雷克薩斯混動車型,陣容強大。

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市場保有量方面,據豐田統計,搭載THS技術的車型于2017 年全球累計銷量突破1000萬輛。截至2020年7月底,以HEV為主的豐田電動化車型在全球的累計銷量更是突破了1600萬輛。這期間,豐田斬獲了“第一個推出量産 HEV 車型”、“第一個HEV全球銷量突破千萬”、“第一個引進HEV車型”,“第一個國産化HEV動力總成”,“第一個推出全面覆蓋轎車、SUV、MPV的HEV陣容”等等諸多業界“第一個”,成為混動領域标杆。

▍技術堡壘

由于發明專利有20年時間限制,豐田在2013年已有幾項混合動力基礎專利失效,涉及控制系統和驅動方法等。而豐田在1997年注冊混動系統最為重要的行星齒輪機構核心專利,在2017年2月20日已在美國和歐洲失效。

該專利解釋了如何通過行星齒輪機構使用内燃機和電動機分配動力,屬于豐田THS混聯式混合動力系統的基礎專利。

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豐田混動相關專利逐漸到期,在某種程度上來說,減少豐田對其它廠家形成的專利壁壘,但這并不意味着混動車型就能輕而易舉地從其他廠商生産線上下線,走向市場。

稍微對于生産現場有所了解的人都知道,“做什麼”,僅僅是設計和生産的出發地點,而“怎麼做”,才是工業生産中最為重要的部分。而這一關鍵問題,還有待其他車企去摸索和開發,投入巨大的研發成本,經曆十分艱苦的工程化生産運作。

豐田在歐美地區的行星齒輪機構核心專利保護到期,但在中國市場,自2003年以來,豐田汽車在我國申請了多項與行星齒輪相關的專利,其中最早于2003年1月15日申請的專利,要到2023年才滿20年。

對此,行業專家表示,“豐田圍繞這一核心技術,在中國市場申請了多個輔助專利,組成了複雜的‘專利群’,進而形成‘技術壁壘’,這對其他汽車企業在該領域的研發形成一定影響。”

在國家知識産權局網站上,以“混合動力”為關鍵詞,可以搜到335件豐田的發明專利。豐田就是通過層層專利,來設置技術壁壘,其他汽車企業一旦采用相似的發明,就必須向豐田交付技術授權費用。

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(豐田THS-II系統)

不過出人意料的是,2019年4月,豐田公司宣布,将無償開放豐田擁有的研發HEV積累的關于電機、電控(PCU)、系統控制等車輛電動化技術的23740項專利使用權。此外,豐田還将對使用其電動化系統的企業進行有償的技術支援。

▍豐田的退與進

那麼問題來了,如此先進的混合動力技術,豐田為何要拿出來與其他車企分享呢?深入分析就會發現,看似是一種偶然,實則是豐田對行業整體展望下的一種必然。

一位接近豐田汽車的人士對記者說:“豐田對技術要麼實行封鎖要麼要價太高,把門關得很緊,事實上這一做法阻礙了混合動力車的全面推廣。大家都進不去,HEV混動就難以普及。”

早前,時任工信部部長苗圩曾表示:“日本企業向國際标準化組織申報,把日本的混合動力标準變為國際标準,這也影響了我們,傳統混合動力以豐田為代表,已經設計了若幹個技術陷阱,我們千萬不要碰它。”

苗圩的話,從側面表達了政府對混合動力技術的态度。正是因為以豐田為代表的日本車企,過度保護自有技術,并試圖将其變為國際化标準,導緻中國車企在開發混合動力車時困難重重。

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業内人士坦言,2012年中國制定新能源技術路線之初就有專家表示:“豐田的混合動力車型在中國不會得到新能源補貼,如果大規模補貼混合動力,将被豐田拿走大部分份額。”與此不謀而合,歐洲車企也普遍達成一緻,那就是在強混領域繞開豐田,尋求其他出路。

彼時,中國與歐美各國的新能源汽車發展路線都已明朗,那就是研發弱混和中混之後,直接過渡到插電式混合動力汽車,跨過強混這一豐田有大量專利覆蓋的階段。特斯拉的崛起以及中國電動車企業的快速成長,正在印證一個事實——電動化的趨勢勢不可擋。

特斯拉在2014年宣布,允許其他公司使用特斯拉的專利,掀起汽車行業的“開放源代碼運動”,和豐田開放技術專利不同的是,使用特斯拉專利不需要申請,也就是特斯拉默認允許你使用相關專利,不會起訴。

相比之下,手持HEV核心混動技術專利多年,豐田卻并沒有從中獲得多少回報,加之近年來豐田技術專利進入密集失效期,再不想辦法變現,等到整個行業跨過HEV技術路線後,豐田專利的價值将大大縮減。

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(豐田THS-II系統)

于是,求變,成為一種必然。

與其坐以待斃等待專利過期,不如主動出擊、釋放善意。這就有了前文提到的豐田無償開放HEV 23740項專利使用權的戰略巨變。

專利放開了,其他車企想要生産出世界領先的混動産品,沒有豐田的技術支持也絕非易事,這其中當然存在着豐田技術變現的環節。

于是2019年9月,豐田與廣汽、一汽簽訂戰略合作框架協議,内容包括在廣汽及合資企業的車型上搭載燃料電池技術,擴大混合動力汽車合作範圍,推進開發電動汽車車型等。此次豐田油電混合動力技術導入廣汽集團,也是戰略合作的一部分。

事實上,豐田THS混合動力系統由日本公司BluE Nexus開發和供應,該公司由豐田、電裝和愛信精機合資成立。豐田對專利的放開,可以進一步擴大自身油電混合動力技術的市場份額,作為産業鍊供應商提升出貨量。

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另外,與中國車企全面推動混合動力技術的應用,同時也可能會讓更多企業加入到混合動力汽車的技術陣營,對汽車行業技術發展路徑産生深遠影響。

最新政策層面,工信部等部門已審議通過新版《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》,首次提出了“低油耗乘用車”概念并明确了積分核算的優惠細則,将自2021年1月1日起施行。

以豐田、本田為代表的油電混合動力車型,将納入新管理辦法下的環保類别,此舉為混動技術路線提供利好,也将促使更多中國車企更多地關注混動技術。

對于車企來說,有市場份額才會有機會、有其他種種可能,同樣道理,技術隻有應用了才是技術。可以預見,在華HEV混動技術放開後,豐田的胃口會越來越大,對豐田來說,戰場2.0版本才剛剛拉開序幕。

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