从丰田10年销量看全球汽车行业发展趋势（五）：技术战略

     如上文所述，丰田总体规划为：全球化 – 全球主要国家及地区市场占有率达到或超过10%；地域化 – 满足不同地区国家客户需求及政策法规牵引；多样化 – 实现电动化，智能化，品类化；盈利化 – 净利润率达到或超过10%，使公司可持续发展，产品可持续升级，市场占有率可持续提升，环境保护可持续投入。

    就技术战略而言，丰田全球产品配置战略的基础是其技术战略规划及各个国家地区量产节奏。丰田践行 “技术为本，产品为王” ，“环保至上，市场驱动”的理念。为此，丰田非常注重基础性的技术研发以及以创新来取得技术的领先性。一个全球著名的案例是经过27年的研发（1969年开始，1977年样车完成，1993年G21项目启动，1995年普锐斯概念车发布），丰田于1997年量产了全球首款HEV油电混合动力车普锐斯，百公里油耗约3.22升，约为当时同级车的一半。

    1997年丰田量产上市第一款HEV混合动力车普锐斯（PRIUS）

    目前，丰田全球混合动力车HEV累计销量已达2500万辆，如下图所示。从1997年全球第一辆混合动力车普锐斯量产上市（当年销量300辆，第二年1.8万辆），2007年丰田历经10年累计销量达100万辆。2013-2017年丰田全球HEV销量平均每年增长100万辆，2017年累计销量首次达1000万辆。2020年起约每年增长250万辆，2024年丰田全球混合动力车销量累计达2500万辆，产生了2500万辆的客户基盘，得到了2500万位客户的信任。目前丰田约占全球混合动力汽车市场90%的份额，在中国市场累计销量也超过270万辆。累计销量2500万辆HEV，大约相当达成了833万辆BEV车的减排目标。

    对于一个卓越的HEV系统而言，可以在降低油耗的同时将发动机高转速高效率与电机低转速大扭矩以最有效的方式结合起来实现卓越的行驶性能。丰田HEV/THS（Toyota Hybrid System）核心之一是通过独特的行星齿轮机构来高效平顺耐用的将电机与发动机之间的动力结合起来形成E-CVT，并经过复杂的动力分配智能管理系统，根据行驶速度及路况需求，来决定电机及发动机介入/组合的程度 - 单独或并联混动，降低油耗同时实现卓越的行驶性能，如下图所示。

    丰田为了使其HEV产品经得起其 “可靠性、安全性、耐久性”设计理念的承诺，还以丰田车队参加高强度的勒芒24小时耐力赛，检验HEV整车的系统的可靠性，电池系统的安全性，以及动力性和燃油经济性。为打造更好的混合动力车，2012年丰田决定用混合动力车征战勒芒赛。2013-2017年丰田车队5次与冠军擦肩而过，在不断提升混动技术后，于2018-2022年5次蝉联勒芒24小时耐力赛冠军。其中2018年丰田混动超跑TS050 HYBRID首次夺冠并2019-2020年再次夺冠、成为三连冠（2.4升V6双涡轮增压发动机+Aisin AW电动机+Denso电动机 合计达1000马力，发动机500马力，电机500马力，配锂电池组、7速序列式变速箱等，以平均时速248.2公里跑完多于5000公里里程，创勒芒赛新纪录），2021-2022年丰田新混动超跑GR010 HYBRID连续两年夺冠（3.5升V6 680马力发动机驱动后轴，272马力前轴驱动电机，配锂电池组、7速序列式变速箱、机械式限滑差速器、前后双叉臂悬架等；以平均时速210.5公里跑完5055.2公里），验证了其油电混合双擎动力（含锂电池）在稳定性、耐久性、动力性和燃油经济性上的卓越表现。其它车队也许造好车为了赢得冠军，丰田赢得冠军是为了造更好的车。

    丰田车队还携油电混合的双擎动力系统车参加注重燃油经济性的WEC赛事，并获得5次冠军。

    丰田THS系统经过27年的持续发展改进完善，已经到了第五代 – 第五代智能电混双擎（小型化、轻量化、精密化）来实施“三电”进化，提升效率，降低成本。如，通过电机齿轮及相关的优化，实现了15%小型轻量化；动力控制单元PCU升级为新功率半导体，结构/构架小型化，实现17%轻量化同时降低功率损耗约10%，性能提升DCDC电流输出增加30%。以电池为例，丰田从97年到2015年，用了18年的时间完成了从镍氢电池到锂离子电池的转换。在丰田 “浅充电”的电池管理方式进一步实现智能化管理策略。第五代智能电混双擎首先将新开发的电池体积缩小了34%，重量降低了44%，功率提升了18%。丰田电池研发理念高度综合平衡关键五大核心要素：安全，寿命，品质，性能，价格。以安全为例，丰田采用极其严苛的测试标准（包括各种赛事中的测试）以确保电池能够在其生命周期里零事故。丰田将电池包及单体电池都进行内部短路（含针刺）、挤压和火烧这三项严苛的安全测试。

    在挤压测试中，电池包需要在100kNor的挤压下外形变形30%时也不能出现爆炸或起火的情况。在火烧测试中，电池包要在直接火烧 70秒和间接火烧 60秒之后做到不爆炸（GB/T31467.3），同时也需要满足2分钟内外部余火熄灭。丰田为了确保电池在其生命周期里零事故，除了电池要通过严苛测试的，标准，还通过电池智能化管理实施电池系统主动监控，以防患于未然。

    如上所述，丰田在不断提升HEV性能的同时，通过各种技术手段（如小型化/轻量化）来降低成本，目前其HEV技术的成本已经显著下降，其收益水平已相当于燃油车。

   为了进一步地提高电动化车型的电池性能，丰田早在2006年以前就开始研发固态电池（截止2023年，固态电池专利数量已经超过1300项），同时在2010年就开始在整车上测试固态电池。经历了10年的研发积累、在正极、负极材料的性能和耐久性，以及制造工艺上的一些技术突破（特别是2013年与出光合作以来），2020年丰田再次就固态电池开始新一轮的车载路试，测试固体电解质材料在实际环境中的 “柔性、粘合性、抗裂性”，以及电池的性能等，以实现充电10分钟，行驶1200公里目标。

   丰田根据其研发及测试结果，将原本于2028年左右固态电池首先在HEV上开始小批量产试应用，再次提前量产时间表并更新量产车型，计划固态电池最早2025年在HEV量产，2027/8年在EV上量产。

    丰田早在1970年代就开始研究汽车电动化技术，并于1983年、1985年、1987年分别推出EV10、EV20、EV-30。1997年丰田开始量产全球首款EV - RAV4 EV以及PRIUS/普锐斯 HEV。14年后丰田于2011年对RAV4 EV使用进行了追踪调研，颇为出乎意料，依然有750辆RAV4 EV还在使用中（至2003年停产，销售约1900辆RAV4 EV）。

    虽然丰田HEV技术取得了辉煌成绩，但目前丰田电动化的技术战略将采取多元技术路线，形成“全方位”布局支持产品多品类、多品种布局，为全球不同地区消费者提供绿色多元化的选择。

    由于ICE技术在所有主要汽车国家及地区市场依然占据主要份额，丰田将进一步的挖掘ICE在其电动化方面的应用，如HEV及PHEV中的更高效的发动机效率（体积减少10%-20%，热效率提升30%）。在研发更高效的发动机的同时，丰田还在研发多种清洁燃料（含合成燃料）的超级发动机。

如，氢燃料发动机，零排放合成燃料发动机等。零排放氢燃料发动机或零排放/接近于零排合成燃料发动机的研发/量产成功将是对汽车行业颠覆式的革命。

    综上所述， 丰田全球技术战略以智能化、电动化、多元化为中心，配合其全球产品战略规划及节奏与市场趋势及政策导向相匹配，提升性能/效率、降低成本，为消费者提供价值，降低碳排放。具体目标：1. 推广第五代智能电混双擎技术，研发第六代THS，2. 2027/8年量产固态电池，3. 研发超级发动机提升HEV、PHEV等效率，提供另一条既能减少碳排放，又可以利用已有的ICE研发成果以及产业链的路径。

注：数据图片来自互联网

   作者：方圆