[汽車之家 技術(shù)] 4月3日，豐田宣布為了應(yīng)對(duì)越來(lái)越嚴(yán)苛的排放法規(guī)限制，促進(jìn)車輛電氣化技術(shù)的普及，將采取兩項(xiàng)重要措施：首先無(wú)償開放其關(guān)于汽車電氣化技術(shù)的將近24000件專利的使用權(quán)；其次對(duì)于使用豐田電氣化技術(shù)的廠商，豐田將在研發(fā)和銷售方面提供有償?shù)募夹g(shù)服務(wù)。作為全球最大的汽車制造商，豐田的這項(xiàng)決定意欲何為？下面我們從技術(shù)的角度，來(lái)看看豐田在汽車電氣化技術(shù)上有何獨(dú)到之處，豐田的這個(gè)決定，又會(huì)帶來(lái)哪些蝴蝶效應(yīng)。

　　豐田此次開放的專利涉及豐田在車輛電氣化驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的主要技術(shù)，包括核心的電機(jī)、電池和動(dòng)力控制單元（電控技術(shù)），以及延伸出來(lái)的燃料電池、純電和混動(dòng)技術(shù)。其中最為人所關(guān)注的，非豐田的混合動(dòng)力技術(shù)莫屬。

世界上只有兩種混動(dòng)，一種是豐田混動(dòng)，另一種是其他混動(dòng)？

　　憑借著在相關(guān)領(lǐng)域20余年的深耕，豐田的HSD（hybrid synergy drive，豐田的混動(dòng)品牌，直譯即為混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)）技術(shù)取得的成就有目共睹：自1997年推出第一代普銳斯之后，迄今豐田已經(jīng)累計(jì)生產(chǎn)超過(guò)1300萬(wàn)臺(tái)混合動(dòng)力汽車，憑借著出色的燃油經(jīng)濟(jì)性和可靠性，豐田的混合動(dòng)力技術(shù)在用戶之間積累了良好的口碑。因此在坊間也流傳著一句話：世界上有兩種混動(dòng)，一種是豐田混動(dòng)，另一種是其他混動(dòng)。雖然我并不完全贊同，但是這也從側(cè)面印證了豐田在混合動(dòng)力技術(shù)的地位。

　　我們知道，混合動(dòng)力技術(shù)的推出，是為了彌補(bǔ)內(nèi)燃機(jī)天然的缺陷，在內(nèi)燃機(jī)的低效工況時(shí)用電力來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛，從而提升動(dòng)力系統(tǒng)整體效率。

　　內(nèi)燃機(jī)自誕生至今150多年來(lái)，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)得到了長(zhǎng)足進(jìn)步，最高熱效率從最初的10%左右提升到了40%，但是受限于工作原理，內(nèi)燃機(jī)的最高熱效率僅僅存在于部分工況下，而在實(shí)際使用過(guò)程中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同車輪之間耦合，在走走停停、頻繁加速減速的使用環(huán)境下發(fā)動(dòng)機(jī)很難運(yùn)行在最高熱效率區(qū)間。

　　因此，豐田HSD混動(dòng)技術(shù)的基本出發(fā)點(diǎn)就是通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪“解耦”，即令發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和動(dòng)力輸出同車輪不存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，令發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能運(yùn)行在最高效率區(qū)間內(nèi)，同時(shí)電傳動(dòng)系統(tǒng)還可以回收車輛多余的動(dòng)能，這樣一來(lái)，能量轉(zhuǎn)換效率得到極大提升，油耗便顯著降低。

　　豐田的這套混動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)巧妙，加上高效可靠的性能，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛認(rèn)可。同時(shí)豐田也為這套系統(tǒng)申請(qǐng)了超過(guò)4500項(xiàng)專利，在專利保護(hù)下，其他廠商想要生產(chǎn)類似的高效混動(dòng)系統(tǒng)便捉襟見(jiàn)肘。

　　因此，許多廠商為了繞過(guò)豐田的專利保護(hù)，便另辟蹊徑開發(fā)其他結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力系統(tǒng)。其中最常見(jiàn)的便是在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間集成一臺(tái)電動(dòng)/發(fā)電機(jī)，配合電池和電控系統(tǒng)組成一套混動(dòng)系統(tǒng)，即我們常說(shuō)的P2結(jié)構(gòu)。

　　P2結(jié)構(gòu)的混動(dòng)系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在原有動(dòng)力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上僅需對(duì)變速箱進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造便可以實(shí)現(xiàn)。相比豐田的HSD系統(tǒng)，這套系統(tǒng)同樣可以實(shí)現(xiàn)電力單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)、動(dòng)能回收、發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電等功能，并且通過(guò)簡(jiǎn)單加大電池容量和電機(jī)功率，便組成實(shí)現(xiàn)插電式混動(dòng)系統(tǒng)，整體研發(fā)成本并不算高。但是與豐田HSD系統(tǒng)相比，這套系統(tǒng)并沒(méi)有將發(fā)動(dòng)機(jī)同車輪“解耦”——發(fā)動(dòng)機(jī)仍然通過(guò)變速器同車輪相連，因此在多數(shù)工況下仍然無(wú)法運(yùn)行在最高熱效率區(qū)間內(nèi)，所以整套系統(tǒng)的節(jié)油效果較HSD系統(tǒng)有著顯著的差距。

　　除了P2系統(tǒng)之外，如今另外一個(gè)十分火熱的概念是48V：即將車輛的供電系統(tǒng)電壓由12V提升至48V，這樣一來(lái)便可以搭載功率更大的用電設(shè)備，藉此來(lái)降低車輛的燃油消耗。48V系統(tǒng)最顯著的變化在于車輛使了一臺(tái)大功率的BSG發(fā)電/啟動(dòng)電機(jī)，這臺(tái)電機(jī)不僅可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟/停功能，而且可以直接帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力的效果。根據(jù)混動(dòng)系統(tǒng)命名規(guī)則，這樣的混動(dòng)結(jié)構(gòu)被稱為P0（即電動(dòng)機(jī)位于發(fā)動(dòng)機(jī)前端）。

　　相比P2結(jié)構(gòu)，48V系統(tǒng)組成的P0結(jié)構(gòu)由于整體結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，并且不需要大容量的電池和復(fù)雜的電控系統(tǒng)，因此整體成本更為低廉。而且在NEDC循環(huán)工況下，可以實(shí)現(xiàn)15%左右的節(jié)油效果，因此最近受到了不少?gòu)S商的追捧。但是局限也十分明顯：相比P2結(jié)構(gòu)，由于電能介入頻率更低，在實(shí)際使用時(shí)節(jié)油效果著實(shí)有限。

　　因此，作為混合動(dòng)力系統(tǒng)的創(chuàng)始者，豐田的這套混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)至今在運(yùn)行原理和實(shí)際節(jié)油效果上，相比如今市面上大部分混合動(dòng)結(jié)構(gòu)仍然存在著不小的優(yōu)勢(shì)。