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混动技术哪家强 丰田普锐斯领头羊

来源:www.yizhensheying.com 时间:2020-01-12 分类:书籍音像 浏览:670次 手机版

当你在选择一款有品位的出行工具的同时,其又能够随时体现出你对环保的理念,你首先会想到谁?

答案是肯定的,那就是丰田PRIUS普锐斯。

因为,在当今全球,没有哪一款汽车能像PRIUS普锐斯一样,其车本身和车主对环保的承诺,同时如此深刻地渗透到全球,“只有PRIUS普锐斯集‘科技、时尚、环保’于一身,也只有PRIUS普锐斯才能体现出主人的价值观与对追求品位生活的态度。”这是业界对这款绿色全球车PRIUS普锐斯的评价。事实也是如此,从1997年第一台PRIUS普锐斯面世,到今天PRIUS普锐斯全球销量已突破350万台,作为全球首款量产混合动力车型,PRIUS普锐斯为人类开创了一个全新的汽车绿色动力时代。

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第一代丰田Prius(NHW10/NHW11)

1997年至2003年

1992年1月,丰田发布了《丰田地球环境宪章》,这是丰田汽车公司就参与环保事业的基本方针、行动指南以及参与体制等方面制定的总纲领。目的在于切实解决日益加剧的环境污染问题和能源紧缺的现状,说白了就是丰田打算改变人们对传统汽油发动机车型的依赖性了。

和通用汽车利用纯电力作为车辆源动力不同的是,丰田认为纯电力驱动的汽车在当时的技术条件下,无论硬件还是软件都为时尚早,在原有汽油发动机基础上增加电动机岂不是能更好地改善消费者现有的用车理念?起码燃油经济性能大幅提升,在这样的使命驱使下,丰田工程师开始着手研发看似无法达成的新车型。

1993年9月,丰田发起了G21项目。

1994年,丰田从车身、底盘、发动机和生产技术等多个领域召集了十名30多岁的技术精英,组建了G21项目组,团队目标是打造一款既对资源和环境有利又保留了现代汽车精髓的新车型。开发工作由内山田竹志(Takehisa Yaegashi)主导,负责制造一辆将电动车与传统汽车完美融合的车型。

1995年东京车展上,丰田发布了名为Prius的混合动力概念车,Prius概念车具备能量回收系统和启停功能,低滚动阻力轮胎也为良好的燃油经济性作出了贡献,这款其貌不扬的小车采用当时日系车流行的双色车身设计,车身造型憨态可掬,明显一副好好先生的形象。

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新车测试工作在1996年底展开,测试过程中许多技术难题摆在丰田技术团队面前,光混合动力技术就尝试了超过100种方案,工程师最终选择CVT变速箱作为这款混动车型的传动系统,汽油发动机采用一台代号1AZ-FSE的改进型1.5升四缸发动机。

然而还有许多技术问题没有完美地解决,比如为了处理好电池和电动马达的电压问题,Prius的半导体核心变频装置参考了新干线列车上使用的重型晶体管设计。最主要的问题则是电池寿命,工程师们想到将电池组的充放电节点控制在60%和40%,以有效将电池寿命延长到7到10年之间。

第一代Prius车身尺寸为长4275mm,宽1695mm,高1491mm,轴距2550mm,车重1254kg,初代Prius仅拥有一款三厢车型,如此结构也是为了将电动机和电池组以更合理的布局安放在车内,其余的细节设计则是为了提升空气动力学效应。

从这款车的造型设计来看,它对1999年推出的丰田Echo三厢版产生了较深的影响,也就是曾经国产的夏利2000。

作为全球第一款量产的混动车型,丰田并没有给第一代Prius赋予一副极具未来感的外表,在消费者眼中它和普通家用车没什么两样。

唯一能让消费者印象深刻的,恐怕就是当时丰田“引以为傲”的中置仪表盘设计了。

当然这种设计究竟能不能打动消费者也是见仁见智,就此后国产的夏利2000、丰田威姿和威驰来看,国人还是不太能认同丰田的中置仪表盘设计。

此外,这款车还采用了日系三厢家用车中少见的怀挡设计,为了让前排空间更加充裕,驻车方式也采用了不太占地的脚刹。中控台中央的5.8英寸显示屏能让驾驶者很直观的感受到汽油发动机、电池组和电动机的运行状况,此外消费者还可选装导航系统。

配置与当时一般的日系家用轿车无异,手动空调、电动车窗、绒布座椅、定速巡航,前排安全气囊和侧气囊,作为一款以省油低排放为诉求的家用轿车,这些配置足够了,前麦弗逊、后扭力梁非独立悬架也是当时日系家用车的常见悬架形式。

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第一代Prius搭载代号1NZ-FXE的1.5升直列四缸自然吸气发动机和一台288V永磁交流电动机,其中汽油发动机最大功率58马力,最大扭矩102N·m,电动机最大功率29kW(约合40马力),最大扭矩305N·m,配备ECVT(电控无级变速箱)变速箱,镍金属氢化物(镍氢)电池组作为电力源,丰田将这套油电混合动力系统称之为“THS”,即ToyotaHybrid System。仅就混动系统和电池的成本来看,第一代Prius的售价就非常有诚意。

第一代Prius油耗表现出众,新车上市前官方公布的油耗为28km/L(约合3.57L/100km),经过不断的产品改良,最终量产后的商品车实测油耗为31km/L(约合3.22L/100km),油耗表现完全符合丰田的预期。尽管Prius如此省油,但当时Prius在日本本土的年销量不足两万辆,初期车型改款前月销量更是跌破了一万辆。

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有趣的是,虽然Prius前期仅在日本本土销售,但这款车悄悄地以二手车的身份出口到英国、澳大利亚和新西兰等国。第一代Prius前期车型其实尚处于试验阶段,日本消费者有幸成为“小白鼠”,在积累了大量经验后,丰田终于在2000年将第一代Prius推广到北美和欧洲市场。根据北美市场的安全标准,丰田Prius的保险杠造型有所改变,后扰流板的增加也有助于提升车辆行驶时的空气动力效应。

有了前期积累的经验,丰田对Prius的动力作出了优化,为了满足欧美消费者对高速和长途驾驶的需求,Prius出口车型性能有所提升,原先那台1.5升(1NZ-FXE)四缸发动机加入了VVT-i可变正时气门技术,最大功率提升至76马力,最大扭矩提升至110N·m,273.6V电动机最大功率适当增加到44马力,电动机最大扭矩提升到了350N·m。

对于第一代Prius的成就来说,套用美国宇航员阿姆斯特朗那句名言再合适不过了;Prius的诞生是丰田技术领先的一小步,但却是改变人们用车理念和推动汽车环保事业进步的一大步。

第二代丰田Prius(NHW20)

2003年至2011年

有了第一代Prius的成功试水,全球12.3万辆的销量令丰田看到了普及混动车型的希望之光,继任车型的研发也因此被提上了日程。或许是第一代车型平庸的外观饱受诟病,设计师Hiroshi Okamoto将第二代Prius打造成一款让人过目不忘的车型,起码别具一格的造型设计多少会让你对它留有一些深刻记忆。

考虑到要将Prius打造成一款世界级的混动车型,丰田摒弃了上一代车型三厢车的设计理念,实用性更佳的五门掀背造型成为第二代Prius最大的特点。车内空间也是消费者看重的卖点之一,第二代Prius车身尺寸介于同时期的Corolla和Camry之间。

更加合理的空气动力学设计使得第二代Prius风阻系数仅为0.26cd,丰田首席工程师堀茂之对第二代Prius获得的530多项专利极为自豪。

第二代Prius的外观并不一定人见人爱,溜背造型让整车比例看起来略显怪异,后扰流板横贯在后车窗末端,将后窗一分为二,标新立异的设计固然值得提倡,但横在后窗上的扰流板多少会阻挡后方的视线,不过这种“分体式”后窗也成为第二代Prius外观最大的特点。

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和上一代车型相比,第二代Prius的配置更加丰富,虽然方向盘造型平庸,但密密麻麻的多功能按键能够满足你方方面面的需求,一键启动和无钥匙进入更符合它极富科技感的身份。大灯高度调节、蓝牙电话、电动调节座椅、前排安全气囊、头部气帘以及前排侧气囊等配置纷纷出现在第二代Prius上。然而驻车方式却依然采用脚刹,悬架形式也沿用前麦弗逊、后扭力梁非独立式的结构。

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为了提升动力输出,丰田为第二代Prius配备了全电动空调压缩机,此外还使用了电动转向系统。此前丰田担忧的电池使用寿命问题再一次得到优化。第二代Prius配备了尺寸更小且重量更轻的镍氢电池组,丰田在北美市场给这套电池组提供10万英里(约合16.1万公里)内或8年是保修期,此举更进一步降低了消费者对油电混合技术心存的疑虑。

2005年12月,一汽丰田长春工厂开始投产第二代Prius,国产后的Prius采用音译名称普锐斯。

先期上市的国产普锐斯分为1.5L 织物座椅版和1.5L 真皮版两种车型,售价分别为25.98万元和27.38万元,一汽丰田为普锐斯定下的销售目标为3000辆。

承受普锐斯高昂的售价,导致国产普锐斯的销量并不尽如人意。据悉,国产普锐斯2006年共售出2152辆,未能达到一汽丰田的预期,2007年甚至只售出414辆。

截至2011年停产,第二代Prius在全球40多个国家共售出119.2万辆,和第一代车型销量相比翻了将近10倍,可见消费者对丰田Prius的认可度。

第三代丰田Prius(ZVW30)

2011年至2015年

在2009年1月举办的北美车展上,第三代Prius概念车出现在了丰田展台上。此时Prius的身份不仅是丰田旗下首个混动车型,更是全球最受欢迎及销量最高的混动车型,集众多光环于一身的Prius自然是受到人们广泛的关注。

2009年5月,代号ZVW30的第三代Prius在日本本土正式发售,5月下旬登陆北美市场。此后,泰国也采用进口的方式将第三代Prius引入销售,由于较高的关税,进口到泰国的Prius售价翻了近三倍,因此销量受到不小的影响。

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2010年11月,第三代Prius在泰国东部北柳府的丰田工厂投产。和上一代Prius相比,第三代Prius已经在全球约80个国家进行销售。丰田对其的预期是每年销售40万辆,从2009年上市后开始,丰田大幅增产Prius以应对消费者不断上涨的购买需求。

第三代Prius沿用了上一代车型的造型设计,和上一代车型呆萌的前脸相比,第三代Prius面相看上去总算有那么点时尚气息了,重点则要归功于更加灵动的大灯造型设计。

第三代Prius轴距依旧是2700mm,体型并未明显增加。

之所以说第三代Prius更像是第二代的改款车型,是因为其车尾造型几乎没有变化,仅是一些细节的改变。

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比如尾灯造型显得更为运动,上一代与车身同色的后扰流板改为亮黑涂装,这也让分体后窗显得整体性更强,同时后扰流板尺寸也变得更大,配合更加立体的腰线设计,这确实是一辆换代车型。

全黑的车顶会让人误以为第三代Prius配备了全景天窗,然而并非如此,车顶配备了丰田和京瓷共同研发的太阳能板,用以在夏天收集足够的电能来启动空调等电子设备。

丰田在研发第三代Prius的过程中,创造了100多项专利技术。第三代Prius采用电子水泵,这也让它成为第一款全车无需皮带传动的量产车型,新设计的逆变器、电动机和其他混动零部件的尺寸也更小巧,重量也比上一代车型的轻了20%,正因为这些变化,这代Prius燃油经济性大幅提升。

从上一代Prius开始,丰田就针对日本本土销售的车型大力引入了混合动力技术,丰田和雷克萨斯旗下的诸多车型都贴上了“HYBRID”标识。到了第三代Prius上市后,这股混动风吹得更猛烈了。作为丰田的高端品牌,雷克萨斯为旗下的混动车型CT200h配备了和第三代Prius相同的动力系统。

2011年12月19日,第三代普锐斯在一汽丰田工厂投产。2012年2月正式上市,售价22.98万元至26.98万元。售后方面,第三代普锐斯在国内享受整车三年或十万公里质保政策,蓄电池享受五年或二十万公里质保。

第四代丰田Prius

2015-现在

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第四代普锐斯采用了重新设计的1.8L发动机和电动机组成的混动系统。综合最大输出功率达到110kW,比第三代略微增长10kW;得益于新的构造和电池组,普锐斯将减重200kg,普通混动版重量约为1280kg,而插电混动版约为1350kg;百公里油耗将从现款最低4.3L下降至约3.7L;由于电池组容量的增加,插电混动版本纯电续航里程也从17.7km提升到56km。

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电动马达和变压器重量比上一代减少6%,体积减小12%。机械阻力减小20%。PCU在变压器的上端,与第三代普锐斯的PCU相比,通过改善功率器件和冷却构造,将体积削减了约33%。

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第四代普锐斯首度使用了E-Four四驱系统,发动机依然在车辆前方,电动马达分布在后桥。这套带后轴电机的四驱技术,主要在20km/h以下的低速区域使用,车速升至20-30km/h以上的中高速区域后,后轴电机便退出工作。

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大量运用了空气动力学套件,与混动版车型前脸大相径庭;

采用11.6英寸的纵置式大尺寸液晶显示器,油耗为37km/L,约合2.7L/100km。;

插电混动版车型加大了锂离子电池容量,所以满电下纯电续航达60km,快充可20分钟充满80%电量。

普锐斯混合动力优势

普锐斯混动的最大优势是传动系统简洁高效,用一个行星齿轮组就实现了引擎、电池和车辆动能三者之间互相转换,不仅可以回收刹车动能,也能让引擎一直工作在最佳工况。这也是丰田最重要的混动专利,其他厂商无法绕过的技术点。

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丰田的镍氢安全性远好于锂电池,性能就不如锂电池,但是配合丰田独步天下的混动系统就很好用,而且镍氢电池的特点是浅放电,多循环情况下寿命巨长,这也是普锐斯之所以一跑十几年都不用换电池的秘诀。

比亚迪和特斯拉电池比丰田好很多,无奈内燃机和混动技术差丰田好几条街,所以现在这种还是以内燃机为本的条件下丰田厉害。

销售量冰火两重天

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从1997年8月到2016年,丰田的混合动力车全球累计销量突破了800万辆 。其中,日本国内销量388万辆,海外销售416万辆 。

从车型来看,“普锐斯”销量为352.7万辆,占比超过40% 。

普锐斯在华的路途非常坎坷,从2005年开始国产(组装生产),到2009年停产前才销售3500辆,而在2011年重新恢复国产后,依然没有起色。

2014年,普锐斯在中国售出1288辆,不到卡罗拉的1%。

2015年,全年销量只有408辆,同比下跌68.3%,12月只卖出了39辆。“登顶”2015年合资品牌轿车销量倒数第一。

在美国,从2005年开始,普锐斯年销量一直突破十万辆,甚至在2009年金融危机,普锐斯在美销量也达13.9万辆。

有人认为,由于国内新能源技术路线被确定为纯电动和插电式混动,以普锐斯为代表的重混车型被认为是一种过渡方式,无法享受到政府的补贴政策。

不过,对于没有享受到补贴导致溃败的原因,也有人表达了不同的意见。因为在2001年之后,美国政府就取消了对普锐斯的补贴政策。而普锐斯的受捧,其实主要与自身产品、美国倡导的“安全、稳定,省油和环保”理念息息相关。

区别雷凌及卡罗拉混动

卡罗拉和雷凌混动已经攻克了混动车型国产的最大难题——发动机生产供应,所以普锐斯有望搭载国产引擎,从而控制成本和售价。

第四代普锐斯基于第三代混合动力系统,而国产卡罗拉和雷凌混动的动力系统,基于第三代普锐斯(第二代混动系统)改进而来,所以两者在本质上存在差别。

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如果未来第四代普锐斯采用国产动力系统的话,就一定要生产供应第三代混合动力系统,才能算是“全球同步”。如果采用和国产卡罗拉和雷凌混动的动力系统,就难免存在简配的嫌疑。

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