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坪井润:丰田将研发升级版插电式混合动力

http://www.sina.com.cn   2010年07月16日 14:54   新浪汽车综合 字号:
  新浪汽车讯 2010中国(长春)国际汽车论坛暨中国汽车工程学会年会是一年一度的中国汽车工程学会年会作为行业内高水平的综合性学术交流活动,是汽车及相关行业内的广大科技工作者进行学术交流的重要平台,本次大会主题是汽车可再生能源。以下为现场实录。
 

  坪井 润先生,丰田汽车技术中心(中国)有限公司法规认证技术涉外部部长

  主持人:首先有请丰田汽车技术中心(中国)有限公司法规认证技术涉外部部长坪井润先生,他的演讲题目是丰田为实现可持续交通运输所做出的努力,请大家欢迎。

  坪井润:女士们、先生们,下午好!

  我希望给大家介绍一下丰田汽车公司在进行可持续性交通运输方面所做出的一些努力。

  汽车工业现在正面临着重大的一些环境和能源方面的问题,这些问题或者说这些挑战包括以下的内容,首先对于未来的石油供应的担忧,第二,二氧化碳排放的增加,第三,在氮氧化物,臭氧等问题。

  这是石油探明储量和生产量的变化,石油探明储量每年都在减少,这就说明不久的将来,石油的顶峰即将到来,我们必须在石油耗尽之前同时准备适用于汽车的合适燃料,除此以外,我们还必须不断地减少二氧化碳的排放,这是我们在全球讨论的一个问题。尽管如此,替代能源以及相应的动力装置存在着非常多的问题,我们都必须要解决这些问题,就好像图中所示的这些壁垒,我们所展示的这些壁垒,我并不认为仅仅一种能源就可以替代石油,比如说电能,在车辆上不会产生任何排放,并且从各种各样的一次性能源生产,因此电能被认为是替代能源当中非常有利的侯选者,丰田从很早就开始积极地来开展电能利用技术的开发。

  这张PPT对比了电池、气体燃料和液体燃料的能量密度,能量密度指的是相同的体积下,能够提供多少的能量。如图所示,就能量密度而言,气体燃料只有液体燃料的大约1/4,电能或者说是电池只有大约液体燃料能量密度的1/50,能量密度直接影响了行驶里程的长短,也是车辆性能一个主要的决定因素。所以我们必须要认识到,电能有一个严重的问题,那就是它的能量密度较低。除此之外,电池的单位能量成本依旧是非常高,丰田有很长的一段纯电动汽车的开发历史,并取得过一些成绩,1996年,我们在日本、美国的市场上推出了RAV4的电动车版,99年我们开始进行小型电动车E-COM的实验,尽管如此,纯电动车还是有很多的问题,包括大量的电池造成成本的上升,充电的时间过长,专用的充电设施较少等等,这些都导致这一技术没有得到普及,就像我前面已经说过了,即使是最新的锂离子电池,也没从根本上解决这些问题。因此,我们认为有必要把电池的尺寸限制在一定的范围之内,并且对于纯电动车行驶的里程也要做一些割舍和让步,丰田认为,纯电动车作为近距离使用是最为合适,并且计划在2012年的时候导入。

  纯电动车如果不是近距离的使用,就会比较要担心续航的里程,就需要搭载数倍于日常行驶距离的电池,也就是说,一位使用者,如果每天只行驶20到30公里的话,如果给他装上200公里续航里程用的电池,这么贵的电池中,80%只是为了他们放心而购买的,这就会大大地增加成本,并且阻碍我们电动车如我们想像的那样来进行普及。正因为如此,丰田已经开始着手开发插电式的混合电力系统,因为想要在普通的乘用车上来推动电能的利用,插电式的混合动力是最现实的一种解决方案,我们认为通过EV系统和普通的混合动力车的组合,就可以最大程度地来减少电池的尺寸和成本增加量,插电式的混合动力车,消除了使用电动车所带来的一些担忧,换句话说,我们可以放心地把它作为一个电动车来使用。

  这是我们PHV的一个概念图,丰田的插电式混合动力车,是普锐斯混合动力系统的升级版,它增加了容量,并且可以从外部进行充电,有了这样一个系统。这个车辆可以在通勤、购物日常行动当中,当成纯电动车当中使用,到节假日的时候,就可以作为普通的混合动力车进行使用,也不需要担心续航里程的问题。

  这是插电式混合动力系统典型的结构,它是基于丰田的油电混合动力系统,丰田混合动力系统广泛的应用于现在的普锐斯车型,受到了很多用户的欢迎。

  在这里大家可以看到,它和原有的丰田混合动力系统主要的不同点,首先在丰田的车辆上,第一次搭载了锂离子动力电池,其次,新开发了高效的充电器,而且电脑控制软件也得到了大幅度改进,还有驱动电机,和原来的普锐斯相比,纯电动行驶性能得到了彻底的提升,但是其实电机的硬件本身并没有发生任何的改变,这主要是因为升级到插电式系统,使得原来的普锐斯所具有的纯电动行驶性能的潜力得到了充分的发挥。

  如下图所示,这里有一个充电接口设置,这个设置设在机车左侧的挡泥板上,连接插座以后,就可以给电池充电了。

  下面我解释一下普锐斯PHV的行驶功能,可以通过外部充电,不适用汽油,仅使用电能,最大可以行驶23公里,时速最高达到每小时100公里,我们相信对于绝大多数的通勤以及其他日常使用的目的来说,这种车辆几乎完全可以作为纯电动车来使用。待电池电力用完以后,车辆将启动发动机,这样它就和普通的普锐斯一样,作为混合动力车行驶,达到和普锐斯同样的燃油经济性。这样在长途驾驶的时候,就完全不用担心电池剩余电量有多少,或者是前方是不是有充电站这样的问题。也就是说,你可以非常放心,你可以放心地把充到电池里面的电完全用完,而不用担心用完以后怎么办。

  下面我们考虑一下纯电动里程的设定,当我谈到PHV的时候,一个关键的因素就是要在系统中设定多少的纯电动里程,我们从2007年开始已经在日本、美国和欧洲进行了实证评价实验,电池容量还综合考虑了有效降低效果,从实证实验中所得到的用户期待值等等因素,作为对这次决定的纯电动行驶里程是否恰当的一个验证,大家在这个图里面可以看到,我们分析了在日本市场上乘用车分布的情况,我们使用的是05年的交通统计调查的数据,这项调查的样本数在100万以上,具有非常可靠的可信度,在这个图上X轴表示不同的行驶距离,每个柱状图表示各个行驶距离占车辆总数的比例,绿色表示平时,淡蓝色表示节假日的比例,大家可以看到,和平时相比,节假日的行驶距离较长,直线图上,黑色曲线表示平时,灰色曲线表示节假日的累计比例,总的来看,纯电动行驶里程为20公里的话,节假日可以覆盖平时的53%和节假日的51%。普锐斯的纯电动里程为23公里,可以有效的应对大多数的每日行驶距离。

  这张图上大家可以看到,是我前面所提到的实证研究中的有效证据,大家可以看到红色的小五角星表示的是每日行驶距离为25公里,插电式混合动力车的燃油经济性是普锐斯的1.6倍,是传统汽油车的3倍。这是普锐斯插电式混合动力车的主要参数,这是日本的一个研究协会所发表的关于普锐斯插电式混合动力车的主要参数。我们可以看到,有燃油经济性以及电池的最大功率。

  目前丰田的目标就是要以这两种车辆来推动电能的使用,也就是短距离行驶用的纯电动车车,以及插电式的混合动力车,我们把它定位为电能利用的主流。

  此外和电能并列的另外一个重要的替代能源侯选就是氢气,丰田同样也在开发和应用混合动力技术的燃料电池车,我们将它叫做FCHV。我们在不断地努力克服续航里程以及低温性能等等相关的一些技术性问题。同时,我们也在努力地降低成本,我们希望能够在2015年左右,把它引入市场,另一方面,为了普及燃料电池车,除了在车辆开发之外,我们还需要解决氢气供应的基础设施建设等问题,丰田将和相关的行政机构以及相关的企业进行合作,共同努力解决这些问题。

  就像是我在发言的开头所讲的那样,每一种替代石油的燃料都有各自的问题,未来的车用燃料根据地区和用途的不同,将会呈现出多样化的趋势,而未来的动力系统也将会是一个多样化的发展结果,在这张图上大家可以看到,驾驶距离以及车辆大小之间的从动力总成以及未来的燃油消耗方面的关系,我今天就不跟大家详细的解释细节了,但是我想在这里指出,丰田会一直把这样的想法记在心中,我们会不断地推动各种动力系统的研发。

  由于丰田的混合动力系统可以非常方便的应用到插电式混合动力车或者是纯电动车或者是燃料电池车上,所以我们可以结合今后多样化的动力系统,可以在最短的时间内实现适事、适地、适车等等各种各样的要求,我们将混合动力技术置于核心技术的地位,希望把我们的开发资源优先投向这一技术,来尽早实现未来可持续交通的构想。

  谢谢大家!

  主持人:根据大会安排,我们有5分钟的时间。   

  同济大学校长:谢谢您的发言。您好,我是来自于上海的同济大学,我的问题是您能不能给我们简要地介绍一下未来的战略,丰田未来的电动车或者是混合动力车的未来战略,以及你们对于未来5年或者是10年有什么样的发展战略?谢谢。

  坪井润:我已经跟大家介绍了一些我们的想法,在我的发言当中我已经介绍了一些,我们一直都在关注于丰田在清洁能源以及新能源的发展方面的努力,所以我们觉得通过利用这样的新技术可以进一步提升我们能源的使用效率。

  关于电动车,就像我刚才在发言当中解释过的那样,主要的关注点是小型的电动车如何能够在满足续航距离方面的要求,如何克服续航里程以及低温性能等等,我们还需要更多的来解决燃料问题,尤其对于插电式的混合动力车来说我们需要解决电池问题。在未来10年中,我们将会进一步在这些技术领域内取得进展,我们也会进一步地拓展我们的产品结构。

  同济大学校长:能不能介绍一下不同的电动车的比例,比如像是混合动力车的比例,纯电动车的比例,以及燃料电池车的比例?对于丰田来说这些不同的车在未来5年之后能够占到什么样的比例?比如像是混合动力占到50%或者30%?

  坪井润:这个问题回答起来非常困难,就像今天我们没有办法预测这样的具体数据,但是在未来10年中,我们的这些新能源车将会进一步地,它们的比例应该是可以提升10%吧!目前的数据还没有确定下来,我们必须要非常紧密地关注市场的环境变化。谢谢。

  问:除了电动混合系统之外,你们是不是还试过其他的一些像是液压等等这样的混合动力车呢?

  坪井润:目前我们没有试过氢动力,氢燃料车,目前还没有氢燃料的混合动力车。

  问:目前你们有没有什么测试这方面的打算呢?

  坪井润:目前我们还没有任何的比较,但是在实际的测试水平上,我们目前还没有比较的具体数据出来。

  主持人:谢谢坪井润先生。

(编辑:李芳芳)

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