電動汽車通稱為EV，其中包括混合動力汽車HEV、外充電混合動力汽車PHEV、純電動汽車BEV、燃料電池汽車FCV。在2017第45屆東京汽車展上，豐田有9款（13輛）車型參展，并由豐田高管首次發(fā)布純電動汽車BEV的開發(fā)計劃，使豐田公司擁有了領跑全球電動汽車的三駕馬車。至此，眾說豐田放棄純電動BEV說法成了子虛烏有，只不過電池戰(zhàn)略與眾不同，起跑線也不在我們的腳下而已。

一、放眼全球的混動HEV和PHEV

三駕馬車之普銳斯，將起跑線設定在用成熟的電動化技術，大規(guī)模應用于混合動力汽車領域。豐田普銳斯批量上市于1997年12月，成為全球領跑者歷經20年歲月無可替代。截至2017年11月末，豐田HEV和PHEV面向全球累計銷售1100多萬輛。采用日本J08工況法測得新款普銳斯耗油量僅為2.45L/100km（電耗折算油耗）。

圖1 豐田普銳斯汽車

豐田的目標是用HEV替代所有傳統(tǒng)燃料汽車，因為這種混合動力汽車的電動化技術做到了極致，對基礎設施沒有依賴并且節(jié)能、環(huán)保水平高超，由此可以輕而易舉地向全球各個角落普及。豐田公司從2012年開始面向全球市場銷售四代普瑞斯，以及2017年2月發(fā)售第2代PHEV，旨在向世界宣示：采用汽車電動化技術路線的普銳斯，對節(jié)能與環(huán)保的貢獻是絕無僅有的。將成為未來唯一不受使用條件限制的、可以全面取代傳統(tǒng)燃料的節(jié)能環(huán)保車型，最能夠實現(xiàn)市場化的汽車非HEV和PHEV莫屬。

二、全球唯一量產的氫燃料FCV

三駕馬車之燃料電池汽車采用氫燃料電池為動力，在運行中不會排放CO2使環(huán)保性能無可比擬。其便利性還在于，一次填充燃料的續(xù)駛里程可以與汽油車相當。

豐田燃料電池汽車美萊（MIRAI）起跑于2014年。采用日本JC08工況模式測試，一次填充燃料的續(xù)航里程為 650公里（圖2）。該車陸續(xù)進入歐美等汽車工業(yè)發(fā)動國家，自2014上市至2017年10月，以45萬元人民幣左右的售價累計銷售了4300輛。豐田計劃10年內使美萊（MIRAI）的售價降低60%，使之達到整車售價低于20萬人民幣，與豐田HEV混合動力價格持平。

圖2 展會上的美萊（MIRAI）FCV

2017年10月，兩臺豐田美萊「MIRAI」進入中國，由豐田汽車研發(fā)中心（中國）有限公司（TMEC），在北京、上海、廣州等中心城市進行氫燃料汽車應用推廣的試驗與驗證，有5座氫燃料加注站開始陸續(xù)建設（圖2），以確得推廣應用氫燃料汽車的商業(yè)模式。

圖3 豐田設中國某開發(fā)區(qū)的TMEC氫燃料加注站

該TMEC氫燃料加注站占地面積約280平米，采用無線網絡管理方式，壓差式填充壓力為70MPa。

展會亮相的另一款名為「Fine-Comfort Ride」的燃料電池汽車（FCV），采用4臺輪轂電機四輪驅動（圖4），電機效率相當于豐田美萊燃料電池汽車驅動電機的1.2倍。加之配裝大容量氫燃料儲液罐等技術措施，使這款電動汽車續(xù)駛里程達到1000km以上。

圖4 豐田Fine-Comfort Ride燃料電池汽車

這款將于2018年上市的新車型，續(xù)駛里程比豐田在全球頗具影響力的美萊（MIRAI）延長至1.5倍，一次填充燃料可以達到1000公里。相當于日產電動汽車“聆風”續(xù)駛里程400公里的2.5倍。

之所以能夠將續(xù)駛里程提高到1000km以上，其核心技術集中體現(xiàn)在如下三個方面：一是采用輪轂電機（IWM）使氫燃料箱的配備空間擴大；二是新技術使氫燃料電池氫電轉換效率大幅提高；三是有效地降低了空氣阻力、滾動阻力等行駛阻力（圖5）。

圖5 從Fine-Comfort Ride右后方看過去

值得一提的是，采用輪轂電機（IWM）有條件將驅動電機體積縮小，并將驅動電機分別布置在前后左右4個車輪上。不需要像傳統(tǒng)電動汽車那樣采用大型驅動電機集中驅動，由此可節(jié)省更多整車布置空間，有條件將圓筒形氫燃料罐縱向布置在汽車中部地板下面。

豐田負責FCV開發(fā)的技術人員表示，采用輪轂電機的技術關鍵有二：一是如何降低電機體積和重量；二是如何控制電機動作，實現(xiàn)轉速、驅動力輸出的協(xié)調性。

這款車的輪轂電機總質量是20?25kg，裝在輪輞內部所占空間恰到好處（圖6）。在協(xié)調性控制方面，需要讓車輪各自適應與當前路面附著力并輸出所需牽引力和轉速，這對汽車行駛的穩(wěn)定性以及延長輪胎使用壽命都是至關重要的。

圖6 采用輪轂電機的4輪驅動

展會一亮相的另外一款燃料電池大客車名為“SORA”（圖7）。采用燃料電池與混合動力技術融合的電驅動系統(tǒng)，一次填充燃料的續(xù)駛里程約500公里左右；不使用空調駛的續(xù)駛里程可以達到650公里以上。

圖7 豐田燃料電池FCV公交車

這款燃料電池客車將從2018年開始批量上市，計劃2020年為東京奧運會和殘奧會提供100輛以上，會后成為東京圈公交運營工具。這款燃料電池客車的開發(fā)理念是，最大限度地發(fā)揮燃料電池FC的能量轉換特性，為保護環(huán)境和城鄉(xiāng)居民出行而奉獻于社會的氫燃料客車。

三、從固體電池起步純電動BEV

三駕馬車之全固體電池將于2020之后問世，是豐田汽車進軍純電動汽車BEV領域的殺手锏。當豐田HEV、PHEV和FCV已經站穩(wěn)腳跟，并且有了1100多萬輛的市場業(yè)績之際，豐田公司在2017年11月27日紀念普銳斯問世20周年技術說明會上高調重申：豐田汽車的電動化將是全方位的。盡管豐田在此之前有過“rav4 ev”和“eq”等產品問世，但是豐田公司所追求的真正意義上的純電動汽車BEV，將采用正在研制的固體電池（圖8）。

豐田公司認為，日產汽車Leaf 聆風的續(xù)航里程雖然可以達到400公里，但是還是不能滿足用戶的使用愿望。不能簡單地以續(xù)航距離的長短論英雄，而是滿足備充電時間、地點的靈活性，以及有隨意延長續(xù)駛里程的余地才更具人性化。

豐田公司常務理事安部靜生舉例說，如果汽油車用3分鐘時間加油便可行駛500～600公里的話，電動汽車充電時間要超過10小時，即使是快速充電也要花費數十分鐘是不可取的。如何突破目前電池充、體積、重量、安全、壽命等技術瓶頸，需要我們豐田公司另辟蹊徑通過“銳意開發(fā)”解決這類技術難題。

日前，豐田公司正式宣布：全固態(tài)電池電動汽車BEV將于2025年之前批量投放市場。宣稱在早之前已有200多專業(yè)人員致力于全固態(tài)電池的研發(fā)，是世界上擁有全固態(tài)電池專利技術最多的企業(yè)。未來，將與電池制造企業(yè)合作生產全固態(tài)電池，用于豐田的將于2020之后量產的純電動汽車BEV上。

圖8 豐田BEV采用的全固體電池特性

圖8所示是豐田于若干年前開始研發(fā)的下一代汽車動力電池——全固體電池。比目前流行的鋰離子系列汽車電池能量密度高、功率密度大，而且不存在可燃液體泄漏等隱患，因此安全性能非常優(yōu)越。加之對電池控制系統(tǒng)的精益化管理，以及與大牌電池制造企業(yè)的合作，其充放電效率、使用壽命、充電時間以及環(huán)境友好性均無與倫比。

本文旨在通過上述信息提醒決策者們，彎道超車的起跑線不在我們的腳下，自詡行業(yè)冠軍、自稱產業(yè)領跑者更有癡人說夢之嫌……尤其是在商用車領域“急功近利”地大搞純電動BEV化，或許在若干年之后幡然醒悟成“令人追悔莫及的路線錯誤”。

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