解读2024广汽丰田科技开放日
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更新时间: 2024/09/15

6月28日,广汽丰田20年来首次打破常规,首次对外展示其技术成果,发出“开创混动均衡时代”的主题。集中展示了多项智能化、电动化技术以及未来规划布局,下面,就让我们一起来解读其第五代THS技术和新一代全固态电池。


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1.第五代智能电混双擎

丰田领先的混动技术,不是一时的网红,更多的是市场的长红,5代进化,问世最早,销量最大,专利技术最多,系统量可靠,通过小型化、轻量化、精密化,不断提升性能并降低油耗。

从第一代THS技术发展开始,温度传感器内置IGBT、低应力散热板、控制线路板内置大容量IPM都成为技术话题,功率半导体IGBT:元件面积1、损耗1,Ni-MH圆柱形(金属壳)240节,到第五代,功率半导体IGBT:元件面积0.35、损耗0.16,Ni-MH圆柱形(金属壳)68/56节,通过数据不难看出,电池电机的功率密度逐步提升,IGBT功率半导体元件的面积和损耗逐步降低。目前,雷凌和凯美瑞上的1.8L、2.0L、2.5L混动都属于第五代技术。第五代技术在电池部分主要改变了电池包结构、工艺,将镍氢电池换成了三元锂电池,充电性能更好。


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按照动力系统结构分类,混合动力汽车(含插电混动)涉及与传动动力源(发动机及传动)的集成,各企业基于自身技术资源,衍生各类构型,分为串联式、并联式和混联式。串联式混动系统的驱动力来源于电机,仅一套驱动系统;并联式混动系统的驱动力由电机或发动机同时或单独供给,有两套驱动系统;混联式兼具串联和并联两种系统机构,有多种混合驱动模式。丰田利用行星齿轮组实现串并联功能的混动叫做功率分流式。


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不同的混动解决方案可以包括不同数量的电机(单电机、双电机)和不同的电机位置(P0、P1、P2、P3 和 P4)。在混合动力技术路径上,日系主导混联式的油电混动,德系主攻并联式的P2单电机插电混动,美系主攻混联混动,而自主品牌则选择两头发力,既满足当下新能源积分的需求,又兼顾未来的产品和技术布局。

丰田THS系统的核心在于发动机、发电机MG1、电机MG2 通过行星排动力分配装置耦合,其优点在于:

(1)简单单行星排输入式单模eCVT架构,平行轴偏置,行星齿轮切换顺畅,可以保证不同工况的运作

(2)内燃机燃油效率高,系统节油性好,城市工况节油率高

(3)A级车应用性价比高,变速箱无换挡执行机构

其缺点在于:

(1)机械结构复杂,EV 模式下仍会带动发动机行星齿轮,存在能量损耗

(2)缺少直驱模式,相当于1挡eCVT + 1挡固定速比并联或发动机直驱,高速工况燃油经济性不足,爬坡及持续动力性不如通用双模EVT

丰田 THS 系统的不同工况下的动力来源:

(1)静态低电量工况下,MG1转动至发动机的最低工作转速,发动机启动,然后发动机驱动MG1对电池充电,MG2通电输出反向扭矩固定外齿圈

(2)起步/低速低负荷行驶工况下。MG2通过电池取电并驱动车轮,MG1发电机空转,发动机熄火

(3)正常中速工况下。发动机启动(通过行星齿轮固定齿比驱动车轮),发动机驱动MG1进行发电驱动电能给MG2,MG2电机驱动车轮

(4)重负荷行驶工况下。发动机加速驱动MG1和MG2,MG2驱动,MG1用于充电

(5)急加速工况下。MG1正向旋转充当电动机,MG2从电池取电最大功率驱动车轮,发动机也以最大功率驱动车轮

(6)制动或滑行工况下。发动机熄火,车轮驱动MG2充电,进行动能回收


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2.四种新一代电池技术

会上,丰田还公布了其储备的黑科技,四种新一代电池技术:性能型锂离子电池、普及型磷酸锂铁电池、高性能型锂离子电池、全固态电池。

性能型锂离子电池:预计于2026年推出,续航里程达到1000公里以上,从10%到80% 快充只需20分钟,成本相比现在的bZ4X降低20%。

普及型磷酸锂铁电池:预计将于2026-2027年推出,采用“双极技术”,原来电池是通过一个个独立电芯通过电线连接,双极则是把连接线路以及电芯外壳封装去掉,直接把多个电芯连接封装在一个电池组内,在有限空间内,提高电池能量密度。BEV续航里程达600km以上,成本对比现款bZ4X降低40%,从10%到80% 快充时间小于30分钟。

高性能型锂离子电池:预计将于2027-2028年推出,续航里程达1000km以上,成本降低10%,从10%到80% 快充时间小于20分钟。

全固态电池:正以2027-2028年推出为目标全力推进研发,搭载固态电池的车型续航里程将达到1000公里以上,实现快充只需10分钟。

注:文章中引用数据和图片来源网络

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