從豐田10年銷量看全球汽車行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)（五）：技術(shù)戰(zhàn)略

     如上文所述，豐田總體規(guī)劃為：全球化 – 全球主要國(guó)家及地區(qū)市場(chǎng)占有率達(dá)到或超過(guò)10%；地域化 – 滿足不同地區(qū)國(guó)家客戶需求及政策法規(guī)牽引；多樣化 – 實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化，智能化，品類化；盈利化 – 凈利潤(rùn)率達(dá)到或超過(guò)10%，使公司可持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)品可持續(xù)升級(jí)，市場(chǎng)占有率可持續(xù)提升，環(huán)境保護(hù)可持續(xù)投入。

    就技術(shù)戰(zhàn)略而言，豐田全球產(chǎn)品配置戰(zhàn)略的基礎(chǔ)是其技術(shù)戰(zhàn)略規(guī)劃及各個(gè)國(guó)家地區(qū)量產(chǎn)節(jié)奏。豐田踐行 “技術(shù)為本，產(chǎn)品為王” ，“環(huán)保至上，市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)”的理念。為此，豐田非常注重基礎(chǔ)性的技術(shù)研發(fā)以及以創(chuàng)新來(lái)取得技術(shù)的領(lǐng)先性。一個(gè)全球著名的案例是經(jīng)過(guò)27年的研發(fā)（1969年開(kāi)始，1977年樣車完成，1993年G21項(xiàng)目啟動(dòng)，1995年普銳斯概念車發(fā)布），豐田于1997年量產(chǎn)了全球首款HEV油電混合動(dòng)力車普銳斯，百公里油耗約3.22升，約為當(dāng)時(shí)同級(jí)車的一半。

    1997年豐田量產(chǎn)上市第一款HEV混合動(dòng)力車普銳斯（PRIUS）

    目前，豐田全球混合動(dòng)力車HEV累計(jì)銷量已達(dá)2500萬(wàn)輛，如下圖所示。從1997年全球第一輛混合動(dòng)力車普銳斯量產(chǎn)上市（當(dāng)年銷量300輛，第二年1.8萬(wàn)輛），2007年豐田歷經(jīng)10年累計(jì)銷量達(dá)100萬(wàn)輛。2013-2017年豐田全球HEV銷量平均每年增長(zhǎng)100萬(wàn)輛，2017年累計(jì)銷量首次達(dá)1000萬(wàn)輛。2020年起約每年增長(zhǎng)250萬(wàn)輛，2024年豐田全球混合動(dòng)力車銷量累計(jì)達(dá)2500萬(wàn)輛，產(chǎn)生了2500萬(wàn)輛的客戶基盤(pán)，得到了2500萬(wàn)位客戶的信任。目前豐田約占全球混合動(dòng)力汽車市場(chǎng)90%的份額，在中國(guó)市場(chǎng)累計(jì)銷量也超過(guò)270萬(wàn)輛。累計(jì)銷量2500萬(wàn)輛HEV，大約相當(dāng)達(dá)成了833萬(wàn)輛BEV車的減排目標(biāo)。

    對(duì)于一個(gè)卓越的HEV系統(tǒng)而言，可以在降低油耗的同時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速高效率與電機(jī)低轉(zhuǎn)速大扭矩以最有效的方式結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)卓越的行駛性能。豐田HEV/THS（Toyota Hybrid System）核心之一是通過(guò)獨(dú)特的行星齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)高效平順耐用的將電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的動(dòng)力結(jié)合起來(lái)形成E-CVT，并經(jīng)過(guò)復(fù)雜的動(dòng)力分配智能管理系統(tǒng)，根據(jù)行駛速度及路況需求，來(lái)決定電機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)介入/組合的程度 - 單獨(dú)或并聯(lián)混動(dòng)，降低油耗同時(shí)實(shí)現(xiàn)卓越的行駛性能，如下圖所示。

    豐田為了使其HEV產(chǎn)品經(jīng)得起其 “可靠性、安全性、耐久性”設(shè)計(jì)理念的承諾，還以豐田車隊(duì)參加高強(qiáng)度的勒芒24小時(shí)耐力賽，檢驗(yàn)HEV整車的系統(tǒng)的可靠性，電池系統(tǒng)的安全性，以及動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。為打造更好的混合動(dòng)力車，2012年豐田決定用混合動(dòng)力車征戰(zhàn)勒芒賽。2013-2017年豐田車隊(duì)5次與冠軍擦肩而過(guò)，在不斷提升混動(dòng)技術(shù)后，于2018-2022年5次蟬聯(lián)勒芒24小時(shí)耐力賽冠軍。其中2018年豐田混動(dòng)超跑TS050 HYBRID首次奪冠并2019-2020年再次奪冠、成為三連冠（2.4升V6雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)+Aisin AW電動(dòng)機(jī)+Denso電動(dòng)機(jī) 合計(jì)達(dá)1000馬力，發(fā)動(dòng)機(jī)500馬力，電機(jī)500馬力，配鋰電池組、7速序列式變速箱等，以平均時(shí)速248.2公里跑完多于5000公里里程，創(chuàng)勒芒賽新紀(jì)錄），2021-2022年豐田新混動(dòng)超跑GR010 HYBRID連續(xù)兩年奪冠（3.5升V6 680馬力發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后軸，272馬力前軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，配鋰電池組、7速序列式變速箱、機(jī)械式限滑差速器、前后雙叉臂懸架等；以平均時(shí)速210.5公里跑完5055.2公里），驗(yàn)證了其油電混合雙擎動(dòng)力（含鋰電池）在穩(wěn)定性、耐久性、動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性上的卓越表現(xiàn)。其它車隊(duì)也許造好車為了贏得冠軍，豐田贏得冠軍是為了造更好的車。

    豐田車隊(duì)還攜油電混合的雙擎動(dòng)力系統(tǒng)車參加注重燃油經(jīng)濟(jì)性的WEC賽事，并獲得5次冠軍。

    豐田THS系統(tǒng)經(jīng)過(guò)27年的持續(xù)發(fā)展改進(jìn)完善，已經(jīng)到了第五代 – 第五代智能電混雙擎（小型化、輕量化、精密化）來(lái)實(shí)施“三電”進(jìn)化，提升效率，降低成本。如，通過(guò)電機(jī)齒輪及相關(guān)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了15%小型輕量化；動(dòng)力控制單元PCU升級(jí)為新功率半導(dǎo)體，結(jié)構(gòu)/構(gòu)架小型化，實(shí)現(xiàn)17%輕量化同時(shí)降低功率損耗約10%，性能提升DCDC電流輸出增加30%。以電池為例，豐田從97年到2015年，用了18年的時(shí)間完成了從鎳氫電池到鋰離子電池的轉(zhuǎn)換。在豐田 “淺充電”的電池管理方式進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能化管理策略。第五代智能電混雙擎首先將新開(kāi)發(fā)的電池體積縮小了34%，重量降低了44%，功率提升了18%。豐田電池研發(fā)理念高度綜合平衡關(guān)鍵五大核心要素：安全，壽命，品質(zhì)，性能，價(jià)格。以安全為例，豐田采用極其嚴(yán)苛的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（包括各種賽事中的測(cè)試）以確保電池能夠在其生命周期里零事故。豐田將電池包及單體電池都進(jìn)行內(nèi)部短路（含針刺）、擠壓和火燒這三項(xiàng)嚴(yán)苛的安全測(cè)試。

    在擠壓測(cè)試中，電池包需要在100kNor的擠壓下外形變形30%時(shí)也不能出現(xiàn)爆炸或起火的情況。在火燒測(cè)試中，電池包要在直接火燒 70秒和間接火燒 60秒之后做到不爆炸（GB/T31467.3），同時(shí)也需要滿足2分鐘內(nèi)外部余火熄滅。豐田為了確保電池在其生命周期里零事故，除了電池要通過(guò)嚴(yán)苛測(cè)試的，標(biāo)準(zhǔn)，還通過(guò)電池智能化管理實(shí)施電池系統(tǒng)主動(dòng)監(jiān)控，以防患于未然。

    如上所述，豐田在不斷提升HEV性能的同時(shí)，通過(guò)各種技術(shù)手段（如小型化/輕量化）來(lái)降低成本，目前其HEV技術(shù)的成本已經(jīng)顯著下降，其收益水平已相當(dāng)于燃油車。

   為了進(jìn)一步地提高電動(dòng)化車型的電池性能，豐田早在2006年以前就開(kāi)始研發(fā)固態(tài)電池（截止2023年，固態(tài)電池專利數(shù)量已經(jīng)超過(guò)1300項(xiàng)），同時(shí)在2010年就開(kāi)始在整車上測(cè)試固態(tài)電池。經(jīng)歷了10年的研發(fā)積累、在正極、負(fù)極材料的性能和耐久性，以及制造工藝上的一些技術(shù)突破（特別是2013年與出光合作以來(lái)），2020年豐田再次就固態(tài)電池開(kāi)始新一輪的車載路試，測(cè)試固體電解質(zhì)材料在實(shí)際環(huán)境中的 “柔性、粘合性、抗裂性”，以及電池的性能等，以實(shí)現(xiàn)充電10分鐘，行駛1200公里目標(biāo)。

   豐田根據(jù)其研發(fā)及測(cè)試結(jié)果，將原本于2028年左右固態(tài)電池首先在HEV上開(kāi)始小批量產(chǎn)試應(yīng)用，再次提前量產(chǎn)時(shí)間表并更新量產(chǎn)車型，計(jì)劃固態(tài)電池最早2025年在HEV量產(chǎn)，2027/8年在EV上量產(chǎn)。

    豐田早在1970年代就開(kāi)始研究汽車電動(dòng)化技術(shù)，并于1983年、1985年、1987年分別推出EV10、EV20、EV-30。1997年豐田開(kāi)始量產(chǎn)全球首款EV - RAV4 EV以及PRIUS/普銳斯 HEV。14年后豐田于2011年對(duì)RAV4 EV使用進(jìn)行了追蹤調(diào)研，頗為出乎意料，依然有750輛RAV4 EV還在使用中（至2003年停產(chǎn)，銷售約1900輛RAV4 EV）。

    雖然豐田HEV技術(shù)取得了輝煌成績(jī)，但目前豐田電動(dòng)化的技術(shù)戰(zhàn)略將采取多元技術(shù)路線，形成“全方位”布局支持產(chǎn)品多品類、多品種布局，為全球不同地區(qū)消費(fèi)者提供綠色多元化的選擇。

    由于ICE技術(shù)在所有主要汽車國(guó)家及地區(qū)市場(chǎng)依然占據(jù)主要份額，豐田將進(jìn)一步的挖掘ICE在其電動(dòng)化方面的應(yīng)用，如HEV及PHEV中的更高效的發(fā)動(dòng)機(jī)效率（體積減少10%-20%，熱效率提升30%）。在研發(fā)更高效的發(fā)動(dòng)機(jī)的同時(shí)，豐田還在研發(fā)多種清潔燃料（含合成燃料）的超級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)。

如，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，零排放合成燃料發(fā)動(dòng)機(jī)等。零排放氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)或零排放/接近于零排合成燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)/量產(chǎn)成功將是對(duì)汽車行業(yè)顛覆式的革命。

    綜上所述， 豐田全球技術(shù)戰(zhàn)略以智能化、電動(dòng)化、多元化為中心，配合其全球產(chǎn)品戰(zhàn)略規(guī)劃及節(jié)奏與市場(chǎng)趨勢(shì)及政策導(dǎo)向相匹配，提升性能/效率、降低成本，為消費(fèi)者提供價(jià)值，降低碳排放。具體目標(biāo)：1. 推廣第五代智能電混雙擎技術(shù)，研發(fā)第六代THS，2. 2027/8年量產(chǎn)固態(tài)電池，3. 研發(fā)超級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)提升HEV、PHEV等效率，提供另一條既能減少碳排放，又可以利用已有的ICE研發(fā)成果以及產(chǎn)業(yè)鏈的路徑。

注：數(shù)據(jù)圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)

   作者：方圓