【汽车与环境】丰田汽车渡边泉:相比起新车减排,全生命周期0炭排放更重要

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9月20-21日,由中国人才學會汽车人才专业委员会指导,国家特聘专家汽车组及盖世汽车主办的"2019(第七届)汽车与环境创新论坛"隆重举办,论坛以一一个 主论坛加一个平行论坛的形式,携百名行业权威嘉宾,一块儿探讨中国汽车产业在转型升级的新形势和新常态下,整车厂与零部件企业协同创新、升级做强、一块儿应对严峻市场和产业变革挑战之发展路径。以下为丰田汽车动力总成技术企划部部长渡边泉先生演讲内容实录:



丰田汽车动力总成技术企划部部长  渡边泉先生

我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 好我是丰田汽车的渡边,非常高兴有没人一一个 可能性做没人 一一个 报告,今天我报告的题目是《电动化动力总成的多元化与发动机技术的进化》。首先跟我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 分享一下汽车面临的环境,完后 我将说明一下丰田公司电动化动力总成的历程。

20世纪以来,随着工业化与技术的进步,交通也飞速发展,给社会带来巨大利好的一块儿,汽车产业也面临着能源安全、全球变暖、大气污染等各种课题,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 非常熟悉。

在你你這個 大环境下丰田公司在2015年公开了丰田环境挑战20500,为了达成可持续发展的社会,丰田公司提出了6项挑战目标,其中之一越多 到20500年相比于2010年新车要减排乙炔气 90%。越多 新车减排乙炔气 还缺乏,丰田环境挑战20500也提出了全生命周期乙炔气 零排放也是不可或缺的,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 时要考虑从生产到报废整个过程的乙炔气 排放,以及从油井到油箱的乙炔气 排放。

在真挚地面对什么课题的一块儿,丰田公司考虑可持续发展的社会,为了用户的笑脸,在你你這個 基础上提出了安心/安全、感动和环境一一个 价值观,在稳固经营基础的一块儿也考虑可持续发展。今天报告的动力总成电动化越多 基于没人 一一个 想法。近年来可能性生活最好的土办法的改变,以及技术的创新,用户需求也是没人错综复杂,社会和产业也占据 了很大的变化,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 汽车行业当然越多 例外。

在你你這個 变化中时要什么样的电动化动力总成并都会由环境法规以及汽车制造商来决定的,越多 由用户和市场需求来决定。世界上有各种道路环境和课题,用户的期待也是各不相同,丰田公司认为在全球所有的地区,一块儿推出同一套动力总成系统来处理能源什么的难题和环境什么的难题并都会一一个 最好的方案。我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 认为应该充分考虑车辆级别、地区特征以及用户的车辆使用最好的土办法,结合最新的系统和技术,为各个不同的地区提供最离米 的动力总成方案。

丰田公司在2017年12月发表了推广电动车的历程目标,计划在20500年电动车占比达到500%以上,这其中BEV和FCEV等零排放车型占比达到10%以上。今年进一步发表了要提前达成你你這個 目标。在此我仍然想强调你這個 ,即使是在电动化动力总成占比提高到没人高的程度的状况下,90%的车辆仍将搭载发动机,越多 对于发动机来说,乙炔气 减排是理所当然时要要实现的,还有排放的日趋洁净厂房化要求以及都都能能与EV相媲美的噪音要求,这都会发动机将来时要处理的什么的难题。

接下来介绍一下不同方案的电动化动力总成以及丰田公司在这方面做的工作。

丰田公司结合最新的系统和技术,为不同的地区提供最离米 的动力总成处理方案。丰田公司把混动技术定位为下一代环保车辆的核心技术持续进行开发,将把在混动技术开发过程中磨炼出来的电机、电池、控制器什么核心技术将来扩展到PHEV、BEV和FCEV里面。丰田公司采用的混动技术,可能性再加内控 充电功能,再加大电池,没人越多 PHEV。可能性从PHEV上撤消发动机,把电池再加大完后 越多 BEV。更进一步,可能性把混合动力的发动机再加燃料电池,没人它越多 FCEV。我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 认为把混动技术作为核心技术进行开发,你你這個 战略都时要灵活地应对能源错综复杂以及将来的动力总成错综复杂的需求。

这是从全生命周期尝试对各种动力总成的乙炔气 排放在行比较,首先,从油箱到车轮的乙炔气 排放,BEV是0,PHEV和混动与传统内燃机汽车相比,乙炔气 排放水平很低;

而从油井到油箱的乙炔气 排放,根据20500年中国有代表性的行驶距离和可再生能源占比来做的估算值来看,BEV和PHEV比混动具有更高的乙炔气 减排潜力;

车辆制造方面,BEV和PHEV比混动也同样具有乙炔气 减排的潜力。

在这其中发动机热速度有多大影响呢?可能性发动机的热速度提高到500%,再进一步使用生物燃料等可再生能源,混动在整个生命周期是有可能性实现比BEV和PHEV更低的乙炔气 排放的。想把热速度提高到500%搞笑的话,与石油公司的战略媒体合作就非常重要了。总结而言通过什么技术创新,内燃机还将作为主要的动力源继续占据 。

接下来我将介绍一下电动化动力总成方面做的你這個 工作和占据 的课题。首先我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 简单回顾一下混动和PHEV的历史。

丰田公司认为都都能能能了环保车辆真正的推广完后 都都能能对环境做贡献,1997年混合动力的量产车型普锐斯首次上市,混动车型的销量无缘无故在稳步增长,2017年1月累计销量达到50000万辆,达到了一一个 很大的里程碑。2018年12月销量达到1500万辆,迄今为止通过推广混动车型,累计乙炔气 减排离米 有1亿吨。

从一代普锐斯推向市场完后 ,包括电机、控制器等核心零部件在内,混动系统的技术无缘无故在稳步提高,其结果越多 以普锐斯为例搞笑的话,油耗性能有了很大幅度的改善。混动系统的成本也大幅降低了,从一代到三代经过了12年,成本降低到离米 都都能能能了没人 的三分之一。

你這個 是BEV,丰田公司在今年4月份在上海车展发布了新型奕泽EV车型,作为丰田品牌全球首发的BEV车型,将在2020年上市。与此一块儿BEV都会你這個 占据 的课题,它时要处理的课题之一越多 电池的生产能力。20500年我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 的BEV销售目标是不超过混动的四分之一,你這個 可能性比较单车电池的用量,BEV是混动的500倍时要多,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 时要开发更高能量密度的电池、快速充电、电池循环再利用等等什么技术。

目前还有一一个 比较大的课题,首先是充电功率与充电时间的关系,可能性行驶5000km搞笑的话,即使我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 采用3500kW的超级快充也时要20min以上,接近加油时间的10倍;第一个课题越多 充电功率越大速度会越低,3500kW的速度还都都能能能了70%,也越多 说有500%的能量在充电过程中就会被舍弃掉了,什么课题毫无什么的难题都时要处理。以目前的技术来说,快充与其说用于乘用车日常的充电反倒不如用于电池容量比较大的商用车可能性是你這個 特殊状况可能性更离米 。

使用过的电池再利用我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 也时要要考虑,丰田公司在回收电池二次利用方面做了越多 工作,比如把回收的电池用于修理更换,可能性为了充分利用可再生能源而用做储能电池。二次利用完了的电池都时要作为原材料回收,都时要用于一偏离 新电池的制造。

你這個 是FCEV,作为电动化战略的一环,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 希望为用户提供长距离行驶时都都能能能实现零排放的处理方案,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 寄希望于燃料电池车MIRAI(未来)。你這個 今后我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 也将加快燃料电池的开发,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 未来将把技术扩展到货运可能性客运的商用车上。我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 认为燃料电池技术都时要在宽广的里程范围内提供各种零排放交通方案。

如同开头我所说的,丰田公司认为一项技术都都能能能了被用户接受你這個 广泛使用完后 都都能能真正的为环境做贡献。近年来随着电池性能以及你這個 的你這個 相关技术的提高,BEV的使用方便性也在逐渐提高。BEV可能性要取代内燃机汽车可能性混动搞笑的话,还时要把成本降低到用户都都能能接受的程度,你這個 还时要跟整个社会体系进行协调。

你這個 我认为BEV都会实现可持续发展交通的唯一处理方案,在一定的期限之内,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 还时要多元化的电动化动力总成。

将来不仅动力总成的形式会随着时代变化,车辆的形式也会变化,如视频所示e-Palette不仅是我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 出行的手段,你這個 具有商品销售和配送服务的功能。我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 认为安静、尾气排放为0的BEV和FCEV在没人 的情景中与我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 互相调和,构成将来本身理想的交通最好的土办法。

接下来是关于混动低油耗技术的说明。四代普锐斯相对三代普锐斯油耗改善的贡献度中,车占7%,动力总成占18%。而动力总成这18%的贡献度中,发动机与电气系统是为何分配的,如由下图所示。

首先说明一下混动系统的一一个 重要功能,越多 系统相辅相成的效果,上图是发动机的热速度,下图是发动机的利用频度分布。四代普锐斯通过降低电气部件的损失,把发动机使用区域调到高负荷区,通过拓宽EV行驶距离,把发动机行驶的功率分布也调到高负荷区,其结果越多 都时要更多地利用高热效区。

这是关于混动电气部件降低损失的说明,以PCU为例,部件的小型化促使模块的小型化,就使模块之间都时要紧凑的布置,又进一步使得模块之间的连接元件都时要变短,进一步降低了损失。降低损失就都时要实现高响应和高速控制,使部件进一步的小型化就成为可能性了,形成一一个 良性循环。

这是PCU部件小型化的全部说明,作为重要构成部件的IGBT,把功率半导体、开关元件的宽度进一步变薄,没人 IGBT的体积都时要下降离米 500%。一块儿电源板由没人 的IGBT和二极管一对一封装,通过IGBT的小型化完后 都时要采用一体化的封装,体积又都时要降低20%。部件的小型化完后 都时要实现紧凑型的布置,一块儿连接部件的通电电路也都时要缩短。电路的优化和缩短完后 ,电感降低61%,损失降低22%,内控 电路的损失降低完后 都时要进一步提高控制频率的响应,越多 就进一步实现了电抗器的小型化,一块儿也都时要降低电容,形成一一个 良性循环。

新的电机我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 采用的是分段线圈,它都时要有效的利用空间从而进一步缩小体积。关于电机转速,提高完后 都时要实现小型化。我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 把电机转速提高完后 ,输出功率保持不变,你這個 整个电机的体积降低了越多 。

最后是发动机的高效化方面的工作。四代普锐斯的发动机通过采用什么先进的技术完后 ,它的最高热速度达到了40%。通过提高热速度,拓宽高速度的区域,实现高转矩和和高功率,开发出了TNGA发动机的一系列,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 内控 叫Dynamic Force Engine。

我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 通过把气门夹角扩大,进气道构造做的更平直,进气的宽度跟完后 有所变化,滚流比得到了提高。阀座端部的特征以及阀座的内径也扩大了,这是采用的激光融覆技术,丰田公司全球首次在量产发动机上采用了该技术。通过提高滚流比都时要抑制爆震,优化燃烧,所有什么技术就达到了目前世界最高40%的热速度。

接下来介绍一下将来关于发动机的技术方面我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 有什么方向性的开发。

这里显示的是热速度提高的历史以及今后我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 开发的方向性,到目前为止的研究结果,通过过量空气系数小于2.0的均质稀燃的最好的土办法,得到的热速度接近46%。今后我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 想进一步提高过量空气系数到高于2.5的超级稀燃,热速度都时要达到48%。今后更进一步通过燃料的革新,热速度的目标是500%。

你你這個 显示的是我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 跟日本能源公司JXTG一块儿研究的,关于下一代发动机用的燃料做的你這個 探索。可能性转再加高滚流比发动机,它就会向X方向移动,一块儿稀燃边界也会提高。右边是燃料的效果,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 都时要看后可能性我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 对燃料做你這個 改性的处理完后 ,稀燃的界限也都时要扩大。通过没人 的发动机技术和燃料技术相结合的研究探索,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 就都时要得出你你這個 有创新性的燃烧技术,它还是非常有潜力的。

这是欧洲和美国,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 也对燃料进行了越多 的研究,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 都时要看后我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 主越多 对生物燃料以及燃料分子方面做了你這個 研究。燃料成分的构成可能性是分子构造变化进行很大的改变,完后 可能性很难想象汽车公司会和石油公司可能性能源公司在这方面进行战略媒体合作,这也是社会的一一个 很大的变化。

另外我能介绍一下,为了实现乙炔气 零排放做的你這個 探讨。碳中和燃料是我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 通过下一代发动机实现乙炔气 零排放和污染物零排放时要要考虑的一项技术,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 通过回收乙炔气 制造碳中和燃料,用于各种领域和产业,目前这方面的探索我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 会做。我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 认为在不久的将来,在市场上是时要要有碳中和燃料的。

最后是小结。为了实现碳中和,污染物零排放的社会,时要对碳中和燃料的制造、基础设施的建设,还有下一代动力总成的开发等等,时要对什么技术进行全方位的开发。丰田公司也将不断的推进什么开发工作,我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 的目标是实现一一个 可持续发展的社会,和为了用户的笑脸,当然要实现一一个 没人 的目标搞笑的话,单凭丰田公司一家也实现不了。在这里也希望跟行业内所有的同仁一块儿努力。

非常感谢我们我们我们 歌词 我们我们我们 歌词 的聆听。

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