世界上第一臺混動汽車是什么?大部分人一定會想到普銳斯,其實還真不是。世界上第一臺名義上的混動汽車是1900年由費迪南德·保時捷設計的Semper Vivus,可是并沒有實現量產。

而真正意義上做到全面量產,并推廣到全世界銷售的油電混動車型正是1997年面世的豐田普銳斯(Prius)。
機遇與挑戰并存
二十世紀九十年代是極為動蕩的,隨著海灣戰爭的開始,第三次石油危機在全世界范圍內爆發。美國經濟的衰退,加上原油價格翻倍,導致原本美國大排量汽車市場衰退,大部分美國人開始選擇省油的日系車。

豐田當然沒有放過這次機會,1993年時任豐田董事長的豐田英二召集了旗下眾多優秀工程師,提出要造一臺更加省油的新世紀汽車。在經過長達兩年的研究與討論,終于在1995年正式確定了新車將采用油電混合動力,并決定將其命名為豐田普銳斯。

普銳斯原型車于1996年亮相,量產車型則是于1997年10月正式上市,前期主要在日本本土市場銷售。其后二代車型登陸美國本土進行銷售,并大獲成功。
作為在當時極富創造性的一臺車,大量全新技術的應用也帶來了許多挑戰。
這套系統被稱為豐田混合動力系統(THS),除了傳統的發動機之外,創新性的加入了兩臺電機,也就是現在混動系統上經常見到的P1,P3電機,但是這在當時可是前所未見的全新架構。

這套系統中P1電機可以與發動機進行并聯,提高動力輸出,減速期間又可以充當發電機為電池充電。P3電機則利用發動機的動力進行發電。
發動機,P1和P3電機之間通過行星齒輪進行連接,使輸入軸和輸出軸在同一平面上,同時加入CVT變速箱共同組成整套混動系統,從此奠定了未來十幾年的油電混動系統構架。
這套系統機械層面的設計并無大礙,但是在1995年,電氣系統的設計卻因為時代的局限性而大大受阻。

主要體現在豐田為普銳斯設計的這套油電控制系統,用來控制發動機在驅動車輛和發電之間切換。切換過程通過放置于電池和電機之間的逆變器實現電機在驅動和發電之間的轉換。頻繁地轉換意味著頻繁地充放電,對逆變器以及電池都提出了巨大的挑戰。
當時設計之初選擇鎳氫電池作為動力源,可要達到這套混動系統對電池的要求,那么電池體積將會遠遠超出系統設計之初的標定。同時頻繁充放電也會對電池的使用壽命提出相當高的要求。

通過不斷的實驗,最終選擇將240節電池串聯作為解決方案,在保證尺寸的同時兼顧使用壽命,只不過這樣一來對每節電池的品控要求更加嚴格,不過后期也通過制造工藝的改進得到了解決。
逆變器的核心組件為IGBT(絕緣柵雙極型晶體管),即便時間來到現在,這個組件也是決定電機能效的關鍵部件。可是在1994年的技術條件下生產的IGBT的性能遠遠不夠,這不僅導致原型車在試驗當中的能耗表現沒有達到要求,也經常因為IGBT高溫而發生過熱和爆炸。

豐田選擇大膽押寶,堅持使用IGBT組件,堅信以當時的電氣化發展趨勢,半導體技術將會在不久實現技術飛躍。同時豐田也認識到,在不久的將來,IGBT將會決定一輛新能源電力驅動車型的直接競爭力,因此選擇開始自研IGBT組件。
至于后來發生了什么大家都知道了,不僅當時普銳斯IGBT過熱問題得到解決,豐田也因此成為極少數獨自研發和生產IGBT的車企之一,這也使得豐田汽車完全可以使用自家的技術降低成本,提高競爭力。

在1995-1997正式亮相期間,研發團隊大大小小的困難都經歷過,作為一種全新的能源形式,普銳斯的研發團隊根本無從借鑒。向來都是解決完一個問題緊接著另外一個問題接著出現。但是在不斷的試驗和改進之下,技術團隊終于趕在上市日期前超額完成全部研發工作以及測試工作。
銷量大獲成功
1997年12月,普銳斯正式下線,首月3500臺的訂銷量,之后每月1500臺的銷量證實了這款車型的成功。

隨即,豐田將目光放眼于全球市場,采用第二代THS混動系統,對外觀進行重新設計后的第二代普銳斯于2004正式登陸美國市場。僅僅上市一年就已經在美國本土市場售出高達10萬輛,到2011年甚至突破100萬輛大關。

在一段時間內,美國甚至成為普銳斯最大的銷售市場,遠遠超過日本本土以及其他國家市場,這也導致普銳斯在某種程度上已經成為美國的一種“象征”,頻繁地出現在各種美式電影,電視劇以及新聞之中。

普銳斯的成功大家是有目共睹的,作為第一臺真正實現大規模量產的油電混動車型,引發了一場世界范圍的混動革命,甚至是引領了一個時代。
回看這款1997年的第一代普銳斯,不難發現,現在大部分混動系統的架構都有它的影子。而早在上世紀豐田就已構建好了混動系統的雛形,直到現在已經更新至第五代車型,在全球混動市場仍有著恐怖的銷量,繼續續寫屬于普銳斯的傳奇故事。





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