撰文/Ryan Leung
日本新能源汽車產業發展系列報道(之二)泡沫經濟的受益者
撰文/Ryan Leung
上世紀70年代,以美國為首的發達國家,在排放規制方面近乎毫無理智的快速強化給豐田自動車(即豐田汽車公司,下同)研發中的燃氣輪機混合動力車迎頭一棒,讓相關的研究最終只能停留在實驗室里。日本的混合動力技術在整個80年代,似乎被此前并沒有對混合動力汽車表現出太多興趣的德國車廠搶了風頭。1982年,奔馳首款混合動力概念車問世,隨后大眾也公開了其混合動力原型車,但因其系統太不成熟,所以沒能進入量產,而是很快被擱置。
所幸的是,相關的技術積累最終沒有白費。在日本泡沫經濟上升期間(1986年12月至1991年2月的51個月間),燃氣輪機混合動力技術得到了迅速發展,成為了眾多日本車廠新能源汽車技術的基礎。
讓日本幾乎所有企業都精神為之一振是,有一項對HEV(油電混合動力車)、EV(純電動車)、FCV(氫燃料電池車)等類型的新能源汽車都很重要的發明來到了世間。
1982年,一直以來在磁性材料方面頗有建樹的住友特殊金屬(此公司2004年與日立金屬的磁性材料部門合并后改名為NEOMAX)的工程師佐川真人等,發明了釹磁鐵,即釹鐵硼磁鐵。在當時,此種磁鐵成為了全球磁能積最大的物質之一。
作為現今可以工業化制備且磁性最強的永久磁鐵,釹磁鐵的發明以及工業化制備方法的誕生
(最初的制備方法,粉末冶金法,亦為住友特殊金屬所發明),可以說為低體積、低重量、高出力永磁同步發電機/電動機的制造鋪平了道路。
1989年,此前在混合動力領域近乎不聲不響,但依靠泡沫經濟一時間顯得氣勢如虹的馬自達,在這年舉辦的第28屆東京國際車展上,展出了一套被稱為“RE13XSuperResponseRotary/MotorHybridSystem”的混合動力系統。這套系統以馬自達著名的雙轉子發動機13B型為母體,結合了一個被稱為“AktivTorqueControlSystem”的包含電動機/發電機,同時可以進行動能回收的系統,整個RE13X系統的輸出功率為220bhp和196N?m。
但和此前德國車廠公開的混合動力原型車上所搭載的混合動力系統一樣,這套系統也僅僅是“看上去很美”,它實際帶來的燃效改善幾乎完全不存在,反而大大增加了系統的復雜度,降低了可靠性,提高了成本,可以說屬于沒有實際運用價值的范疇。
當然,從單純技術發展的角度講,不能說這套系統沒有價值。“RE13XSuperResponseRotary/MotorHybridSystem”的混合動力系統成為了近幾年馬自達所開發的增程式電動汽車的基礎,其同樣使用了馬自達引以為傲的體積小、重量輕、功率密度大的轉子發動機作為動力來源。
如果談及成功的范例,則繼續要說到豐田自動車。除了排放控制困難這一因素外,讓豐田在1980年代初中止推進之前的混合動力方案還有一大因素——在當時的技術條件下,難以獲得性能、安全性、可靠性、耐久性等讓人滿意的電池。而對于混合動力車,電池組顯然是最關鍵的總成之一。然而,在1980年代末至1990年代初,不僅僅是電動機,電池技術也已經取得了長足的進步,擁有讓人滿意的電池已經成為可能。因此,1993年,在豐田自動車社內,關于“21世紀的車”的討論逐漸熱烈,社員們再次回憶起了過去付出過相當心血的混合動力系統。
同年,豐田自動車社內正式成立了被稱為“G21Project”的技術開發推進體,今日已經貴為豐田自動車會長的內山田竹志【注1】被任命為主查(主要負責人),帶領整個團隊致力于開發出引領21世紀技術發展方向的新動力總成技術,大幅提升車輛的燃油效率表現。
最初,“G21Project”的成員們,圍繞著改善傳統內燃機動力車型的效率進行了研發,經過演算和試驗,得出的結論是,就算用盡一切辦法,也只能把燃油效率提高至現有最佳水平的1.5倍。而在當時,這一水平已經可以說是偉大的進步了。因此,這一方案在1994年夏被通過。
然而,當時負責技術的和田明廣副社長提出要達到現有最佳水平兩倍的燃油效率,要求“G21Project”的項目成員重新檢討現有方案。而這顯然是單純地改善傳統內燃機車型的發動機、變速箱等方面的效率所難以達到的超高水平,因此,此前在豐田自動車社內已經有了極高呼聲的混合動力系統被確定運用,同時,也決定在1995年11月的第三十一回東京國際車展上首次展示這一項目的成果時,對外公布采用了混合動力系統的概念車。
1994年秋季開始,“G21Project”開始正式圍繞以采用油電混合動力系統作為動力總成為前提進行開發。1995年東京國際車展上,剛剛被定名為“普銳斯”的概念車首次展出。次年,亦即1996年,為加速混合動力系統和混合動力車型的開發,對系統控制、電氣總成等部門進行了統合,實現了開發部署一元化,形成了橫跨豐田自動車社內的BR(Business Reform,商業改革)組織。
1997年1月,該組織更整合了EV開發部,形成了新的EHV開發部(是的,當時豐田社內對混合動力車稱為“EHV”,而非后來的“HEV”)。作為在經營策略上一貫較為保守和傳統的企業,拒絕所謂新潮的商業思維和模式的豐田自動車,為這一項目甚至進行了組織架構方面的調整,足可見當時豐田對其的重視程度。
也得益于豐田自動車全體對其給予的高優先級,雖然是從未有人認真以商品開發的角度進行過推進的技術,但“G21Project”從1993年立項,至1997年初已經結出碩果。此年三月,使用獨特的串聯+并聯(今日一般稱作“混聯式”)方 式 的 THS(Toyota Hybrid System)混合動力系統,正式對外發表,并進行了公開技術演示。
與此同時,在豐田自動車高岡工場的生產準備也已經完成,最終,在1997年12月,擁有高達28km/L(10?15模式工況循環下測定,日本運輸省審查值)
燃效的初代普銳斯正式發表,成為了全球首款大規模量產的混合動力車。開啟了真正的新動力總成的時代。
而它所搭載的THS系統,以及其他車廠所開發的類似系統,則成為了新時代的新能源車輛的動力總成技術基礎。
【注】日本企業中,會長一般為某種程度上的虛職,并不太過直接過問經營決策,不具備此方面的實權,因此國內經常使用的“董事長”的翻譯非常詞不達意。會長的通常擔任者為前任社長(社長職能類似于一般其他國家企業中的總經理)、或是社內的年高德劭人士、或是為企業做出過突出貢獻的人士擔任。而內山田竹志會長顯然屬于第三種情況。