丰田/通用/日产 新能源技术储备哪家强 - 今日头条

丰田/通用/日产 新能源技术储备哪家强

来源:汽车之家 2018-06-10 06:00:00

[汽车之家新闻] 某问答社区有个问题,问的是:新能源技术储备谁家强?看到这个问题,脑海里立刻出现了几个选手的名字:丰田、通用、日产。是的,没有德国车企。

丰田:值得尊敬的一个选手

丰田可以说是全面备战的选手。它是上世纪90年代最先开始探索新能源技术的车厂之一,几乎是以一己之力,推动了混动汽车的世界性普及,截至2017年1月,丰田旗下混动车型全球累计销量过千万辆。

『第一代丰田普锐斯(1997-2001)』

丰田凭着对混动技术的深刻理解,几乎可以比较轻松的切入纯电动车和氢燃料电池车领域,所以说到电池技术储备,汽车厂里丰田可以说是数一数二。丰田的新能源技术路线储备可以看作是日本国家战略中技术储备的代表,所以“不可能不强,毕竟不能失手”。

丰田的新能源路线,可能是所有车企里最清晰最实用的。总结下来,就是一个基本面加一个切入点。基本面是,混动/插混汽车过渡到氢燃料电池车的未来;切入点是,用下一代电池技术攻占电动汽车革命的制高点,以挽回过往战略布局中对电动汽车的忽视。

混动技术是丰田最先发明应用的,凭着混动普锐斯,丰田在全世界范围内大获成功,并为自己树立了强大的竞争壁垒。丰田对混动和纯电技术的探索几乎同步进行的,但第一款纯电车型是基于RAV4改造的纯电动SUV,出发点是认为纯电动车型驾驶轻松且电机驱动的性能表现更好,做成SUV一方面能帮助那些跑长途的司机减轻驾驶负担(好人性化的考虑,但目前市面上做纯电SUV的出发点呢?),一方面满足用户对于速度感的追求等。

结果这款车型失败了。而同一年推向市场的丰田普锐斯大获成功。此后,丰田的混动战略不断扩大,而纯电路线则越走越小——可以说,丰田很早就用实际行动揭示了纯电动车推广的难度,远大于混动,于是务实地选择了后者。

在逐步确定新能源技术路线的同时,丰田也一直努力投入电池技术研发。2014年6月丰田在国际锂电论坛(IMLB)勾勒了企业对于锂电池技术的未来计划。可以看到,当时丰田计划2025年实现全固态电池的普及应用,能量密度达到600Wh/kg。

『丰田发布“环境挑战2050战略”』

2015年,丰田发布“环境挑战2050战略”里描述的下一代汽车产品规划可以看到,纯电动汽车(EV)的角色是个人通勤车,而整个未来的主角还是燃料电池车(FCV)和插电式混合动力车(PHEV)/混合动力车(HV)。在这个规划里,丰田的计划依然是2025年量产固态电池汽车。

FCV最早是本田研发出来的,但丰田首先实现量产。2015年,丰田Mirai通过实验验证正式发布。现售Mirai是丰田首款大批量生产的燃料电池车,电能由氢氧化学反应的燃料电池组提供,交流电机给驱动轮带来114kW(155PS)的最大功率。与传统内燃机相比,氢燃料电池组的能源效率更为优越,3分钟就可完成氢燃料的加注,车辆行驶时的排放物只有水,完全做到了二氧化碳等污染物的零排放。但Mirai的市场表现一直很不理想。截至2017年底,全球累计销售仅5300多台。

不过,日本人对氢能社会的向往无法抵挡,他们期待着重复半个世纪前推动全球液化气经济的成功经验,再次打造出氢能经济。2017年12月26日,日本政府发布了“氢能源基本战略”,确定了2050年氢能社会建设的目标以及到2030年的具体行动计划。具体到汽车行业,丰田也希望,正如曾经以一己之力推动混动汽车在全世界的普及一样,将FCV技术持续推广下去。

『特斯拉Model S』

另一方面,2015年开始,电动汽车在主要国家地区呈现出爆发式增长——主要是新型创业公司增长,背后裹挟着大量资本,沙泥俱下的进入。同时,特斯拉Model S顺利过渡到大规模量产后,在北美地区的销量频频吊打奔驰、宝马同级产品,让传统车企背后有些隐隐发凉,而中国市场上,双积分政策的强烈导向也让传统车企感觉压力山大。丰田也坐不住了。2016年底,丰田章男宣布将成立纯电动汽车事业部并亲自挂帅。

2017年底,丰田终于正式对外宣布纯电产品规划,计划在2020年到2025年之前推出超过10款电动车,以此加速在全球电动汽车板块的布局,到2025年前后,进一步将旗下发动机车型削减为零,届时全球市场在售的丰田汽车将全部改为纯电动汽车、插电式混合动力车、混合动力车等。

而近期的新消息是,在日本政府支持下,丰田、本田、日产和松下等多家企业将共同参与固态电池项目的研究。日本政府希望借助新一代的电池技术,帮丰田等日本车企获得电动汽车领域的竞争优势,让日本汽车在新一轮的变革中能够保持往日“霸主”地位。

可以看出来,FCV是来自日本国家战略层面的必然选择,作为全世界最大的汽车企业,丰田是日本汽车行业的代表。而作为能源结构转型迫在眉睫的日本来说,找到更加准确的未来技术路线是生存必须。

通用:美国的丰田

如果丰田是全面备战型选手,那通用就是美国的丰田。路透社报道,根据美国专利和商标局提供的最新数据,从2010年到2015年,通用汽车在电池技术方面获得了661项美国专利,仅次于丰田的762美国项专利。

另外,还有一个事实,那就是全世界第一台电动汽车是通用生产出来的。1990年通用Impact概念车诞生,轰动全球;1996年根据Impact设计出来的EV1,则是全球第一款量产的电动汽车。

『通用Impact(1990)』

『通用EV1(1996-1999)』

当时,EV1的首席设计师Alen Cocconi就是后来AC propulsion的创始人,而AC propulsion也是第一个尝试用锂电池驱动汽车的,这个建议则是特斯拉的创始人之一马丁·艾伯哈德提出的,后者后来创办了特斯拉,在AC propulsion生产的T-ZERO技术基础上,用莲花跑车底盘造出了路特斯。可以说,特斯拉的早期技术来源于AlenCocconi的团队,来自通用汽车。

就像丰田经过RAV4之后发现纯电动车尚未迎来真正的时代而改投混动汽车一样,通用也在21世纪初暂时放弃了纯电动路线,转向增程式混动。

2007年发布的沃蓝达是全球首款量产级增程式混动汽车,2010年开始在美国等地销售。讲到这里,想起丰田搞混动,通过严密的技术专利封锁,逼得美德系在EV转向时不得已选择其他路径,也是蛮有趣的,像宝马也是增程式混动路线,但产品出的就更晚一点。

『第一代量产版沃蓝达,2008』

如果单聊历史,通用不输丰田和特斯拉,聊技术领先的话,可能也没在怕,尤其是在电驱系统方面。当初的AC propulsion就是以设计电驱系统闻名。而2010年推出的Voltec设计研发的初衷就是尽可能将电驱动系统中的部件标准化并集成,同时能灵活兼容多种电驱形式,所以最开始这个平台的名字叫E-FLEX。

目前Voltec已经研发出第二代产品,对比丰田的THS和本田的IMMD,有着更高的集成度和复杂度,也因此具有更强的兼容性。集成度方面,第二代Voltec将电机控制器和电驱系统深度集成在一起,能够减少接头和线束,减低成本,提高高压系统安全性。

兼容性方面,Voltec的EVT电控智能无级变速箱通过控制两组离合器与双行星齿轮的配合(丰田THS只有一组行星齿轮,并对此设置了严密的专利保护,所以“害得”同行只能打高维竞争了),产生多种动力分配与输出方式,形成多种比例的发动机输出与电机输出叠加,可实现纯电(Blot)、增程(别克VELITE 5增程型混合动力)、插混(凯迪拉克CT6)、混动(别克君越混合动力)等多种驱动形式,随着多个车型应用、销量增长,整个零件成本会大幅度降低,如模具、产线和研发费用都会大幅度降低,加速市场化普及。

说完了电驱动应该谈谈电池能源。还是先说丰田,丰田的Mirai是全世界第一台量产的FCV(氢燃料电池车),在燃料电池方面的专利数量全世界第一,在日本的相关专利数量远远超过排第二的企业(氢能技术是日本举国力投入的技术之一)。

但是,全世界第一台氢燃料电池车是通用造的。那是1966年,通用造出了全世界第一台氢燃料电池车,缘由还是政治。早在美苏进行空间技术竞赛时,纷纷意图借燃料电池发展“奔月计划”,这也要求研发氢燃料加速在车辆上的应用,于是通用的团队花了十个月攻坚,做出了这台Electrovan,最高时速为120公里,0-100km/h加速时间为30秒,续航里程达到240公里。这辆车当然没有量产,通用下一款燃料电池车的诞生已经是差不多半世纪之后。

『通用Electrovan(1966)』

2000年,通用欧宝在日内瓦车展上发布了一台HydroGen 1,续航里程400公里,最高时速140公里,0-100km/h加速时间为16秒。这个HydroGen系列一直出到了4。

『Opel HydroGen4(2008-2010)』

后来通用又跟美国军方合作,2005年向美国军方交付了第一辆以燃料电池为动力的卡车——改装后的雪佛兰索罗德(Silverado)。只不过,这批卡车只是被用于运输武器。

但是在这个领域内,通用一直没有正经的搞出什么大众级的产品来,去年10月宣布电动化战略的时候,通用提到了将继续研发氢燃料电池车型,在这之前的2017年2月份,通用和本田成立合资公司共同研发量产氢燃料电池产品。

不像丰田搞出了Mirai,通用在这方面没有什么大众化的车型,无法判断技术优劣,但从卡车平台开始做起,不知道是对前景悲观,还是打算另辟蹊径,当年放弃EV项目就是因为对前景悲观,这被业内所诟病。

『上海通用汽车凯迪拉克金桥工厂及泛亚汽车技术中心鸟瞰图』

在电池这块,通用好像就一直不如丰田那么积极或者说激进,也许是跟国家战略有关。不过在中国政府的努力推动之下,通用也开始重视这件事,在中国投入了电池工厂。位于上海金桥的电池工厂是通用全球第二座工厂,今年1月,通用CEO Mary Barra公开称通用将在2021年实现EV车型的盈利。

路透社在报道这一消息时,也称这个声明相当大胆。根据路透社的报道,通用的这一计划主要是建立在电池成本降低、规模扩大基础上的,而最大的动力之一就是中国的这个电池工厂。

而提到自己新电池技术的优势时,通用对路透社表达的主要是两点,第一是降低钴的比例,扩大镍的比例;其次就是电池热管理以及能量分配方面拥有相当的专利技术,预计这将使电池的成本降低30%以上,从每千瓦时145美元降至2021年的不到100美元。这也许是通用信心满满的宣称要在2021年盈利的原因?

日产:LEAF在手

日产会出现在这个“直觉榜单TOP3”的原因是,LEAF是目前全世界最畅销的电动汽车之一。日产的电池技术积累,好像没啥特殊名气,但其实日产在电动领域布局也比较早。

『日产LEAF聆风电动车型(2010-2017)』

日产2007年跟NEC合资成立了AESC(Automotive Energy Supply Corporation),经过几年的发展,2014年AESC市场份额达到21%,仅次于松下。2017年,日产把AESC给卖了,卖给了中国金沙江,开始选用外部供应商的电池产品,比如LG和宁德时代。

做电池是个耗钱的体力活儿,而且电池技术路线也算是变幻多端,比如说AESC是做磷酸铁锂电池的,这个路子2013年以后慢慢走下坡路,大家都一股脑的搞三元锂电池。所以主机厂要自己搞电池的话,真是要做好充足的准备,随时可能会转轨——比如现在就要做固态电池、氢燃料电池……

然后简单提一下LEAF吧,其实日产的e-POWER也值得研究。正好最近,为了庆祝在日本LEAF销量累计达到10万台,日产出了个敞篷版LEAF,样子酷酷的,续航达400公里。LEAF一直稳居全球电动汽车销量榜前三(2015年以前都是NO.1,2015年起被Model S挤下去),截止今年1月全球销量超过30万台,全球市场占有率10%以上。

LEAF作为一款经济型纯电产品,为了强化推广,日产想了很多点子来强化性价比,比如电池租赁项目,用以降低消费者的购车使用门槛,这在各大传统车企里也算是独树一帜。所以相比通用和丰田,日产不仅关注电池、产品等,也更加关注消费者的使用体验等。这是一种不同的倾向,导致了企业不同的风格走向。

『日产Altra(1997-2001)』

LEAF不是日产的第一电动车,第一款是Altra,1997年发布,1998年至2001年在加州和日本提供给一些公司车队使用,只生产了200台。Altra的原型是日产R'nessa。2009年,以骐达平台为基础,日产推出了LEAF的概念车型EV11。

日产的早期尝试,跟上面两家差不多。但是可能因为LEAF卖的比较好(感觉跟时间点有点关系),日产一直坚持通过LEAF来积累电动汽车领域的技术和经验,虽然说LEAF并不是全新基于电池结构和电器架构需求设计的汽车,而是用旧油车改的,但是经过多代的调整优化,LEAF平台已经能够较好的发挥出电动驱动优势。当然,日产跟雷诺的联盟,对于强化日产在新能源领域的优势也是大有裨益的。

说到技术积累,感觉日产更偏向于在科技智能方面树立优势,积累经验。这个要比的话,又不是同一纬度了。在通用、丰田都大力搞自动驾驶测试的同时,日产别出心栽的搞了个B2V脑控技术,我认为这个是最前瞻的黑科技,没有之一,比特斯拉CEO 马斯克要做的脑机接口技术还要前沿,不过这个技术距离落地似乎还有非常遥远的距离,毕竟现在距离科学家成功逆向解码大脑还有很长的路要走呢。

全文总结:

无论是丰田还是通用,明显都是国家队,无论是电动化路线选择还是自动驾驶布局,都不仅仅是企业意志的体现,更多地也反映了国家在该领域指向。而日产则主要利用LEAF车型积累经验,并通过与雷诺等车企合作,进一步加强在新能源领域研发。那么,德国企业呢?(文/汽车之家特约作者 42号车库)

点击查看原文

相关链接