让纯电成为主流 解析丰田2020技术空间“e-engine”

日前，2020丰田技术空间如期举行。作为丰田中国举办的年度技术分析会，不仅让国内消费者对丰田产品和技术有了更深入的了解，也展现了丰田对中国市场发展的技术远见和品牌眼光。

近年来，丰田大幅加快了新能源汽车在中国的布局，并提高了其电动汽车的比例。因此，继去年以丰田双擎E (PHEV)技术进行主题分析之后，今年的丰田技术空间也将电气化进程更进了一步：“E路，不负众望”成为本次技术分析会的主题。在本次分析会上，丰田中国向与会媒体分享了丰田EV产品的核心技术，并发布了其在中国的EV战略目标。

2020年4月20日，丰田正式将EV技术命名为“E-Engine”后，4月和5月，丰田品牌首款量产纯电动车型C-HR EV/奕泽E-Engine和雷克萨斯品牌在华量产纯电动车型UX300e相继上市。

无法回避的安全话题

近年来，纯电动汽车在中国市场的发展趋势一直在变化。起初，单次充电的续航能力几乎是消费者判断一款电动车优秀与否的唯一标准。近年来，频发的自燃事故让消费者对电动汽车动力电池的稳定性产生了质疑，甚至引发了前所未有的信任危机。毕竟对于每一个司机和乘客来说，“安全焦虑”是比“续航焦虑”更严重的问题。

在这种下降趋势下，很多厂商和评测机构也将目光转向了安全性是否经得起考验，成为了判断一款纯电动车非常重要的考核标准。

纯电动汽车最重要的部件就是动力电池，而电池是否可靠与电动汽车本身的安全性有着非常直接的关系。公开数据显示，去年5-7月间，国内新能源汽车安全事故一半以上是由电池安全问题引起的，发生火灾事故时车辆的状态涵盖了行驶、站立、充电的所有使用状态。

而丰田则一直致力于保证旗下车型的安全性能，对于EV纯电动汽车的动力电池安全问题有着成熟的应对措施。在TNGA的框架下，丰田对电池组的寿命、安全性和电池寿命进行了特别的调整。

基础续航方面，三款车均配备了54.35kWh的大容量电池组，13.1kWh/100km的耗电性能达到了同级领先水平。在NEDC工况下，续航里程可达400公里。这些数字并不激进，但背后的权衡逻辑依然贯穿丰田的中庸之道。

动力电池的性能是否高效，核心中的核心是电池，三款车都配备了松下电池。了解新能源汽车的朋友一定知道，特斯拉现有的车型几乎都配备了松下电池。原因是松下电芯的一致性是业内公认的优秀，不仅电池不易失效，而且电池容量保持率更高，电池热稳定性更好，电池循环寿命更长。结合实车，综合性能优异。

但是丰田三号车用的电池都是改良的方形电池，一个电池组里的数量只有288个。电池数量的显著减少意味着单个电池体积的增大，直接的好处是可以更加科学地安排电池组中电池的布局，从而减小电池组的体积，提高电池组的散热效率。

纯电动汽车自燃的原因有相当比例是电池组受到了严重的冲击，进而导致电池组短路。丰田的大容量电池组安装在中央地板下。电池组本身是由加强材料制成的箱形梁结构，外部也被骨架结构包裹，保护电池组不受t的影响

为了防止电池组内部受到巨大冲击而起火，丰田EV车型的高压电路设置在电池组的中央，电池组周围有冷气管。保证当车辆侧面受到撞击时，冷风道能够起到缓冲作用，进一步降低碰撞带来的风险。

除了更安全的设计之外，丰田电池组内部还引入了全新的智能监控系统，可以监控电池组中每个电池的电压和总电压，以及由多个电芯组成的块的电压，保证系统的稳定性。

另外，虽然电池组本身是密封防水防尘结构，但丰田通过涂上比以前厚一倍的油漆来密封电池组，大大提高了防锈防腐蚀能力。

除了在设计和制造上保证其安全性，为了最大程度地模拟动力电池在实际车辆环境中可能面临的极端条件，丰田对旗下车型的动力电池反复进行了热稳定性测试、高速颠簸路面耐久性测试、浸水测试、L向挤压测试等测试。既从理论上保证了动力电池的使用安全，又符合工信部制定的GB 18384-2020 《电动汽车安全要求》、GB 38032-2020 《电动客车安全要求》、GB 38031-2020 《电动汽车用动力蓄电池安全要求》三项强制性国家标准。

除了电池安全，电池老化直接影响丰田EV产品的耐久性，这也是丰田关注的重点。为了尽量减少电池容量的下降，丰田很大程度上应用了在HEV方面积累的成熟技术，实现了同级别较高的电池容量维持率。电池组的电池容量维持率在10年内达到了80%。

针对电池对过充过放的不耐受，采用智能控制系统进行全程管理，将充电量控制在不易老化的区域。新增加的电池状态提醒功能，引导车主避免过充过放对车载系统可能造成的损害，让电池的电量在最佳活动范围内使用。

在电池温度控制方面，丰田根据纯电动汽车的特点，开发了电池单体的制冷剂冷却方式。通过与室内空调系统共享，在电池组中设置电池冷却专用的蒸发器，然后利用冷风进行主动冷却，使冷风的温度保持在稳定的低温，从而实现各个电芯均衡高效的冷却，从而达到抑制电池衰减的效果。

为了解决纯电动汽车冬季续航打折的问题，丰田在电芯和模块之间设置了加热器，通过电芯的加热系统实现精确控温。整个加热系统的加热器会在-12时自动开启，在-6及以上时自动关闭，从而提高低温环境下的电池活性和稳定输出。增加的“充电上限”和“定时充电”功能也可以更好地在最佳范围内充放电电量，从而降低电池的衰减。

全新的驾驶体验

得益于TNGA架构的所有优势，EV车型的驾驶性能也得到了调整和优化，整车的操控稳定性和动力输出特性也得到显著提升。

具体改进数据方面，电池组的骨架结构使得车身扭转刚度比燃油车提高了20%，车身下部的放置方式也使得车身重心高度比燃油车降低了14%。但由于悬架(弹簧、减震器)的重新适应和调整，丰田EV车型的乘坐舒适性也有了很大的提升。

除了调整电动车车身的结构特点，丰田还重新调整了电机的驱动模式，以实现更好的驾驶品质。

内燃机完全没有电动机的零起动特性。电机直接输出体验当然好，但是不限制输出的感觉就不友好了。许多电动车辆都有跳下车的驾驶体验

除了初期加速，丰田还针对不同路况做了不同的油门调校和模式。新开发的油门控制系统可以做出类似于职业司机的流畅而细微的操作，在城市中跟随汽车或低速爬行时，右脚不必频繁地在油门踏板和刹车踏板之间移动。面对连续弯道、高速巡航等需要加速的场景，油门控制系统也能给你细致充沛的动力，迎合你的驾驶意图，大大提升驾驶体验。

“动能回收系统强度”的调节器分为小、中、大三个等级。在不同的级别中，踏板开度与电机扭矩输出、制动能量回收等系统有关，驾驶者也可以根据自己的喜好或驾驶习惯，做出最适合当前驾驶场景的选择。

关于未来电动汽车的战略

早在2015年，丰田就提出了“丰田环境挑战2050”——2050，力争实现新车二氧化碳零排放、全生命周期二氧化碳零排放、工厂二氧化碳零排放，充分利用水资源，建设循环型社会，创造人与自然和谐共处的环境。

燃油车不可能快速减少二氧化碳排放。其中，“丰田环境挑战2050”的首要目标是“新车二氧化碳零排放”，单靠燃油车显然无法实现二氧化碳零排放。1997年普锐斯上市后，丰田继续稳扎稳打地掌握电机、电池、动力控制单元三大核心技术，成为包括HEV、PHEV、EV、FCEV在内的全方位电气化产品开发的汽车制造商。在接下来的时间里，丰田将努力逐步提高电动汽车的比例，直到实现零排放。

但是，丰田自己也很清楚，鹤立鸡群不是春天。“环保车只有普及，才能真正为环境做贡献”，这是丰田电动化战略的全部出发点。

宏观政策方面，丰田开始开放电动汽车领域的知识产权，2015年开始免费提供氢燃料电池相关技术专利；2019年，免费提供HEV研发过程中积累的电机、动力控制单元、系统控制等与电动化相关的技术专利；同年与比亚迪签约，共同开发纯电动汽车，丰田积累的车辆电气化技术逐渐开始被其他厂商应用，并取得丰硕成果。

在电动汽车最关键的动力电池领域，除松下外，丰田在中国与当代安培科技有限公司在电池供应和新技术开发方面进行合作。在电池回收领域，丰田正在与中国企业进行商业可行性研究。在未来的愿景中，丰田希望通过“建立价值链体系”和“能够充分利用旧电池的技术”，建立回收、测试和再利用机制，最大限度地发挥不同类型旧电池的效用，实现电池循环利用社会。

总结：

面对电动时代风起云涌的热潮，丰田的所作所为似乎谈不上激进，但积财薄发一直是丰田的态度。毕竟丰田有着非常丰厚的家庭背景。

从1997年最初的丰田普锐斯开始，混合动力汽车(HEV)开始进入大众视野，并在随后几年逐渐推广到其他车型，成绩斐然。2012年推出插电式混动PHEV双擎E，在原有HEV的基础上进一步拓展了混动技术；2014年，氢燃料电池汽车HFCV“氢发动机”实现新突破。多年来，丰田在电动化的技术创新步伐上一直领先行业，但社会责任感一直是丰田衡量上市要素的最重要因素，快节奏慢应用是丰田技术应用的特点。

因此，基于丰田23年的电气化技术和TNGA架构，丰田的纯电动技术“E-Engine”也是丰田熟悉纯电动技术后的成品展示。2020款丰田Techno