為在TNGA架構下改良汽車基礎技術,降低發動機艙的高度,降低重心,提升運動性能,從而提升“行駛”、“轉向”、“制動”三大汽車基本性能,豐田以平臺為核心進行了全面調整,從2015年上市的第四代普銳斯開始,不斷擴大新平臺的使用范圍。
同時,豐田還致力于汽車的核心——動力總成的研發,從而在降低重心的同時兼備優越的行駛性能和良好的環保性能。
此次,新開發的動力總成在輕量化、緊湊化和降低重心等方面得到進一步改善的同時,還通過發動機高速燃燒、增加變速箱擋位并實現高效化等方式,徹底提升了基礎性能。與此同時,將上述全新技術進行模塊設計(統一設計),為今后制造更好的汽車產品奠定了基礎。
新型動力總成除具備豐田一如既往的良好的環保性能外,行駛性能方面則以“直接與平順”為主題進行重點開發,力求“改變豐田車的傳統駕乘感受”。
豐田認為,“更好的汽車”的原點是“Fun To Drive”,即追求怦然心動的駕乘感受,實現隨心而動的行駛性能與優異的燃油經濟性等環保性能的完美平衡。新型動力總成可將動力性能提升約10%*1,燃油經濟性提升約20%。以上數據僅為動力總成本身的提升量,在搭載到車輛時,由于空氣阻力降低、輕量化等車輛整體改進,動力性能和燃油經濟性將進一步提高。
新型“直列四缸2.5L直噴發動機”
為最大限度發揮發動機潛力,我們基于TNGA架構重新思考汽車的基本構架,對構造及構成元素進行革新,豐田將由此打造出兼備優異行駛性能和環保性能的新型發動機命名為“Dynamic Force Engine”,今后該發動機還將得到進一步強化。
此次開發的新型發動機通過采用高速燃燒技術、可變控制系統,并減少排氣、冷卻、機械運轉等各類能量損失,在熱效率提升的同時實現了高動力輸出。新開發的2.5L汽油車發動機及混合動力車(HEV)發動機的熱效率分別達到了40%和41%,屬世界頂級水平*2。同時,采用多項新技術進行全面調整并大幅度實現了技術進步,如通過嚴密控制實現快速響應和全速域高扭矩輸出等。
新型“8速?10速自動變速箱”(Direct Shift-8AT?10AT)
為使能量損失降至最低,提升傳動效率,我們對齒輪及離合器等進行了多種改善。通過新的齒輪加工方式,降低齒面摩擦系數,從而減少齒輪咬合時的能量損失,對離合器則優化內部摩擦材料形狀,使離合器在運轉時損失的扭矩減少約50%(與現有6速AT相比)等,由此達到世界頂級水平*2的傳動效率。同時,通過小型輕量化提高車輛的燃油經濟性,并通過降低重心加強直行和轉彎時的行駛穩定性。
此外,在加寬齒輪的同時新開發出高性能小型變矩器,并拓寬了鎖止范圍。實現了迅速、順暢地響應從而達到隨心而動的良好駕乘體驗。
Direct Shift-10AT從8速升級到10速,增加總體齒輪數量,同時使用交錯齒輪,以中低速區為中心對各擋位區(擋位)進行優化。由此,通過符合前置后驅豪華車定位的全球最快*2的順暢、迅捷變速,來實現動感十足且舒適的駕乘體驗。
由此,無論日常市區行駛還是高速行駛,顧客都能切實感受到基本行駛性能的提升。起步或跟車時,車輛能夠有順暢的響應,從而實現隨心而動的駕駛,而在超車時,能夠及時響應迅猛的加速操作,隨心馳騁,實現動感十足的加速。
豐田混合動力系統(THSⅡ)
繼承第四代普銳斯采用的小型輕量化和低損耗技術,此次全新推出2.5L發動機混合動力系統并新開發出前置后驅高性能多級混合動力系統——THSⅡ。
采用2.5L發動機的THSⅡ集小型輕量化及低損耗技術和TNGA帶來的新型發動機高效燃燒效率及高動力輸出于一身,二者相得益彰,在更高層次上追求優異的動力性能和燃油經濟性。
多級混合動力系統THSⅡ徹底改變了混合動力車的傳統駕乘印象,實現了快速起步加速性能和動力澎湃的駕乘體驗。在高速行駛期間系統效率提升的基礎之上,在高車速區亦能實現發動機間歇運轉,從而提高了高速行駛期間的燃油經濟性。
外插充電式混合動力(PHEV)系統也得到了全面改進。在現有電機行駛的基礎上采用雙模式駕駛系統,將以往僅作為發電機使用的電機用于行駛,從而實現了動力強勁的EV模式行駛。同時,采用大容量鋰離子電池,普銳斯PHEV的EV行駛距離得到大幅提升,至60km以上*3。
新型動力總成今后的發展
在TNGA架構下,新型動力總成的基礎技術開發效率和品質將得到進一步提升,批量推出高性價比的汽車產品將成為可能。在盡快將“更好的汽車”提供給顧客的同時,促進燃油經濟性優異的環保車型的普及。
在到2021年的5年時間內,計劃投放包含本次開發的2.5升汽油發動機在內的9大類17款發動機,多擋位AT、新型無級變速箱(CVT)等4大類10款變速箱,以及6大類10款混合動力系統。
豐田今后將基于TNGA進行模塊化開發,在短時間內推出多款機型,搭載車型自2017年發售的新車起逐步增加。目前計劃到5年后的2021年覆蓋到豐田全球年銷量的約60%。
僅新型動力總成對提高燃油經濟性的提升量,預計2021年豐田銷售車輛的CO2減排效果即可達到約15%*4(與2016年相比)。
調整并強化內部動力總成公司的開發體制
內部動力總成公司的開發體制也將得到調整與強化。目前,傳統發動機汽車依然占據大部分市場份額,今后將得到進一步普及的HEV和外插充電式混合動力車(PHEV)也在使用發動機。未來豐田將加快當前占主流的發動機和變速器的開發步伐,同時推進車輛電動化發展,加快開發電機、電池和動力控制單元(PCU)等混合動力技術(電動化技術)。
1)通過技術共享提升集團總體水平
?一直以來,豐田對于主要技術和系統的基本研發態度是“公司內部研發制造”。通過在公司內部開發中不斷積累知識、方法和經驗,成功地讓“今天的失敗成為明天的改善”,由此支持著豐田的研發工作不斷進步。HEV系統開發、全球首款量產型HEV“普銳斯”發售、率先實現上市的燃料電池車(FCV)“MIRAI”開發等都是這樣長年努力的結果。
?然而,今后為了削減CO2排量、以更大力度推進電動化技術和商品開發,與以往一樣僅依靠豐田汽車公司的資源達成所有目標尚存在一定困難。
今后我們將繼續推行“公司內部研發制造”的方針,同時就豐田集團內部各公司能夠完成的技術開發在集團內部進行技術共享。通過跨越集團內個公司的開發團隊加強共同開發,高效利用集團內部資源,致力于“提升集團總體水平”、“提升開發速度”、“通過推廣普及提升規模”這“3項提升”。
2)強化電動化核心技術——混合動力技術的開發體制
?混合動力技術的基礎——電機、電池、PCU等同樣是PHEV、FCV、EV等電動車輛的關鍵技術。為支持今后的車輛電動化發展,大幅加快有“環保技術開發的核心技術”之稱的混合動力技術的開發速度,需要增加混合動力技術開發人員的數量。
具體來說,從2017年開始推進體制改革,在到2021年的5年內計劃將混合動力技術開發人員的數量增加約30%。其后亦將根據開發情況逐漸強化。
為了對保護地球環境作出貢獻,豐田力爭實現“2050年新車CO2排量削減90%(與2010年相比)”,在環保技術開發基本方針之一——“節能”的指引下,通過發動機、變速箱的進步和HEV、PHEV的普及,削減CO2排量,提高燃油經濟性。同時,為了控制未來以石油為核心的化石燃料的消耗,有效“應對能源多樣化”,豐田正在推進氫燃料電池車(FCV)和電動車(EV)等零排放車輛的開發工作,從“環保車只有普及才能對社會做出貢獻于環保”的視角出發,致力于開發環保技術并向市場導入環保車,以實現進一步削減CO2排量的目標。
今后,豐田將基于TNGA打造商品,舉全集團之力推進各項舉措,加快向市場投放兼具“Fun To Drive”(駕駛樂趣)和“為地球環境做貢獻”兩大特征的“更好的汽車”。
*1汽油車時速從0到60英里(約97Km),混合動力車型從時速40km到70km的加速時間。
*2截至2016年11月。豐田調查數據。
*3開發目標值(日本JC08工況)。豐田測定值。
*4與2015年豐田銷售的每輛車在行駛過程中的CO2均排放量相比,2021年時的減排率。以日本、美國、中國、歐洲為計算范圍。CO2的排放量以各國、各地區的認證數據為標準,僅以動力總成帶來的減排量進行計算。