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汽车电动化光有“力度”不够,请再乘以“维度”

汽车电动化光有“力度”不够,请再乘以“维度”
2019-05-06 10:24:43 汽车公社

线面立体多维发力,跨越纵深、构建体系,方为王道。

“换个角度看世界,会收获到不同的东西,世界也因此以另一个面貌展示在你面前。”钱锺书先生在《写在人生边上》里如是说。随着《三体》、雨果奖影响力日渐扩散,不少人倾向于将“角度”切换成更具科技和时尚范儿的“维度”。

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较之观察角度,实践角度更容易彰显“维度战术”的重要性,“降维打击”所赋予的压倒性优势和内心优越感罕有匹敌,而跨高维度带来的时空穿越奇妙体验亦非同凡响。

文科生或许联想起《星际穿越》中,主人公库珀穿越五维时空,通过摩斯密码的方式指导女儿墨菲解开操控重力的统一场方程,从而拯救了全人类。理科生则可能追溯到高斯积分,增加一个维度y就好比平面几何借助辅助线的效果;又或者列举出七轴机械臂,比起六轴臂在末端姿态时有无穷多组关节角度与之对应,在保证末端轨迹的同时,实现避障、避奇异点等二次任务。

汽车电动化光有“力度”不够,请再乘以“维度”

产业亦概莫能外。当移动通讯终端关联到“智能”新维度,“功能手机”戛然而止,诺基亚们的王座被彻底颠覆。而当航空、高架、地铁拓宽了交通的维度,当代都市才演变出如今的风貌。

汽车产业的进化方向同样被统括其中,包括当下紧锣密鼓、如火如荼的电动化战略,惟有将“力度”乘以“维度”,方能在强敌环伺时脱颖而出。

电动化,岂止线性发展?

“新四化”已然成为汽车行业公认的未来演化方向,其中业界踏足最深、竞争初显杀气的莫过于电动化,从三元锂电池和磷酸铁锂电池的材料技术之争,到技术提供商与整车公司的潮流控制权之争,再到以国别为界线的竞争博弈……在纷繁复杂的背景下,我们该如何洞悉电动化的发展规律?并在枪林弹雨中突出重围?

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显而易见,深耕电动化技术研发,是参与竞争的最底层基础。在电动汽车足以与燃油车并驾齐驱的百年历史上,技术因素始终是决定其命运起伏以及厂商胜负的关键要素。

十九世纪末电动车、蒸汽机车和汽油车并成车辆雏形,直至1935年原始EV因为技术性能落后被燃油车彻底淘汰,可以视为电动汽车第一波浪潮;七十年代大气保护法和欧佩克石油禁运迫使业界再寻燃油车替代方案,于是有了赛百灵CiTICars量产、宝马开发1602 E、丰田参与通产省工业技术院电动化项目;1990年清洁空气法修正案和1992年能源政策法案催生了第三波电动化浪潮,通用EV1和丰田普锐斯分别在1996年和1997年问世,宣告电动化复苏于实用正轨。

每一家电动化先锋厂商都自有优势,而以技术迭代清晰度和与整车换代关联而言,丰田堪称典范。

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九十年代到2000年被丰田定义为混动车HEV的认知期,丰田动力控制单元PCU首创温度传感器内置IGBT,不过功率密度较低,每KVA体积17.4L,电池从圆柱形镍氢向方形过渡;随后是扩销期的第二代技术,三电继续全面升级;2010年前后的正式普及期,电池采用无刷电机,而电机转速倍增至13,500rpm;2015年前后的全车系推广期,不但PCU功率密度达到第一代的2.5倍,而且电池也进入锂离子开发阶段,电机转速直指17,000rpm,体积从第一代的5.1L减至2.2L。

与器件技术不断升级相伴的是,丰田电动化车辆性能突飞猛进,也越来越广为消费者接受。截至2019年丰田累计销售了超过1,300万辆混合动力车,占全球混动市场80%的份额。

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但你以为这样的线性发展便能令丰田自我满足了么?市场的反馈赋予了丰田全系普及电动化技术的决心。

油电混合动力、插电式混合动力、纯电动和氢燃料电池是当前汽车电动化的几大主流技术路线,各自的优劣长期争议不断。如果说,“我都要”的路线并不止丰田一家采纳,那么如何将几种技术路线彼此关联、从路“线”铺开为“面”,便再难寻第二家。

之前访问位于常熟的丰田汽车研发中心(中国)有限公司(以下简称“TMEC”)时,技术人员告诉《每日汽车》记者,几种新能源汽车模式在电机电控方面存在较大的通用性,“以HEV为基础,拿掉汽油机总成,放大电池电机,便是EV;将HEV电池电机放大,并且汽油机关联到电池,可以对其充电,则是PHEV;用氢燃料电池取代汽油机给电池充电,则是FCEV。”

汽车电动化光有“力度”不够,请再乘以“维度”

刚刚闭幕的上海车展上,丰田全球首发了其量产EV车型C-HR和奕泽,同时还带来了全新RAV4和埃尔法、威尔法三款全新HEV车型。丰田也成为车展上唯一带来HEV、PHEV、EV和FCEV全方位电动化技术产品的厂商。

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传统的一维发展路线或许能够深挖效率和技术水准,但终究难以兼得多种方案的优势。倘若兵分几路,又可能“分散火力”,难以聚焦。丰田扩线为面,恰恰是拓展出了新维度,让原本可能相互掣肘的各种方案反而相互构成支撑。

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只是,这还并非丰田电动化“高维度战术”的全貌。

立体构筑能源循环社会

倘若回顾当前所有的车企巨头新口号,则几乎无一例外都打出了“转型出行移动服务提供商”的旗帜。

汽车电动化光有“力度”不够,请再乘以“维度”

当强强相遇PK之时,传统的线性维度比拼便难以拉开差距,而平面式扩张亦可能被后来者跟随。于是丰田便又开辟了新的立体维度——深入思考未来社会的能源结构,并将所认定的终极能源氢燃料电池和其他电动化路线与之相结合,决意通过氢能与电能构建未来能源循环社会。

电动与混动之述备矣,而氢燃料电池优势何在?概括起来有三个要点:首先是原料来源较为清洁,除了化石燃料裂解之外,生物质和生活垃圾生成的沼气、工业副产品、褐煤等可以被用来制成氢气,而风电和太阳能也能用于电解水制氢,后面几种途径相对环保。其次是氢燃料能量密度明显高于传统电池,经过3分钟充氢,车辆能够实现500公里以上续航里程。第三,没有废气排放,理论上生成物只有水。

汽车电动化光有“力度”不够,请再乘以“维度”

基于如是特性,氢能源较为容易实现高效率循环。更难得的是,氢燃料电池还能同其他电动化技术路线形成协同效应。丰田在横滨设立了Hama Wing验证项目,利用风力发电,电能用于电解水制氢,而电能恰恰储存在回收的普锐斯电池组群中。

“社会”二字,意味着丰田绝不会独自行动。从2015年CES展上公开5,500多项氢燃料电池技术专利,到新近公开两万多项混动在内的电动化专利,丰田打算同更多的企业、机构联合构建新生态。2017年10月30日,TMEC加氢站落成后,丰田打算用时三年展开氢燃料电池车耐久性和品质测试,并希望在中国同政府、汽车行业联合摸索、构建“氢能源社会”。

较之两年前的“氢能源社会”提法,“未来能源循环社会”覆盖了氢能与电能,更为全面和富有适应性。丰田在提升维度的同时,并不忘对自身的方针策略持续优化和完善。

汽车电动化光有“力度”不够,请再乘以“维度”

跨越纵深、构建体系,形成远超单线程和一维操作的效果,丰田的“多维度策略”为中国发展电动化和新能源提供了绝佳的借鉴和示范,而在超越国界的携手中,我们完全可以期待发现更多的新维度,为全人类的未来共同命运寻求前所未有的突破路径。

文/石劼

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