豐田2050電動車發展戰略「完整版」

Toyota(豐田)在近日在發表了與Subaru(斯巴魯)的電動車戰略合作案之後,6月7日又繼續發表了更加完整的EV純電動車戰略規劃,以《Toyota’s Challenge-Aiming to Popularize BEVs》為題,向世界媒體公佈未來豐田電動車的整體發展戰略。

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豐田電動車整體戰略

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  • 2030 之前全球總銷量要有超過550萬輛為電動車,包括100萬以上的電池電動車(BEV)和燃料電池電動車(FCEV)。
  • 同時在2025 的時候,Toyota / Lexus 旗下每款車型都要擁有純電或者是電動車型的選擇,為了達成目標Toyota/Lexus 將會增加混合動力電動車(HEV)、插電式混合動力電動車(PHEV)、電池電動車(BEV)和燃料電池電動車(FCEV)的專用車型,或者在現有車款當中提供上述動力選項。
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  • Toyota 將會加速投入電池電動車(BEV)於世界各大重點市場,在2020年以前將會有超過10款電池電動車(BEV)發表,並且將從中國市場開始,一路投放到日本、印度、美國與歐洲市場。
  • 到2020 的時候燃料電池電動車(FCEV)將會大量投入乘用車與商用車市場。
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為了推廣電動車,豐田已經採取了三大方針,首先是針對日本國內市場部分將推出都市微型電動車、第二是海外市場的純電動車研發戰略、第三是高性能電池開發和供應。對於電動汽車的普及,豐田也大力招募全球上中下游廠商一同幫助,以期為更好的社會做出貢獻,並致力於建立新的商業模式。

1、日本本土的微型電動車戰略

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由於在日本市場許多期待純電動車的用戶大多是以:短距離出行、往返於近距離的地區如購物中心、醫院等、開車人數為一到二個為主、取得駕照後不常開車、對於開車有所恐懼與希望能夠方便停車的用戶,針對這樣一個使用場景,豐田將推出一款計劃於2020年發佈的雙座微型電動車,以及覆蓋城市最後一公里的兩輪i-ROAD車型。此外,作為步行區域EV,除了計劃在2020年發佈的獨立型之外,還計劃在2021年發佈乘坐式和輪椅連接型。

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這臺即將於2020 年上市的都市微型電動車,其實就是以2017 年東京車展推出的i-RIDE 為基礎,以2人座為中心,進行改良的版本,一次充電行駛距離為100km、最高時速為60km/h。

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i-Road 車型是長寬高分別為2,345/870/1445mm的小型三輪車型,其軸距僅有1695mm,並通過全鋁合金打造的輕巧車身,加上前二後一的三輪設計採用獨立懸掛,輔以ACTIVE LEAN主動技術,會針對過彎切入角度、車與陀螺儀感知器等進行自動平衡調整,使得最小轉彎半徑僅有3m。

動力系統包括安置在前輪的電機達和鋰電池,輸出功率為2kW,在100V電壓下,充電速度僅需3小時、行駛距離為50km,時速則高達60km/h。

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另外在2017 年東京車展上展出的Concept-i WALK概念車型,將於2020 年正式量產。其體積等同於一個人的大小,總寬度比正常人的肩膀寬,前後長度也少於正常人一步的距離。靜止時i WALK以三輪保持穩定,但行進時會根據速度需求,轉換為二輪模式。比起目前市面上的電動平衡車或者電動踏板車產品,i WALK 僅需藉由手腕操控前方及腰高的直立握把,即可轉動方向。非常適合機場、工廠內使用。

速度方面可以依照不同需求在2km/h-10km/h之間,一次充電行駛距離為14km、僅需2.5 小時就能充滿電。

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而針對不方便行走的消費群體、或者有大量行李需求的使用者,Toyota 也設計了乘坐式樣i WALK 與輪椅連接型i WALK 二種,後者是通過安裝在手動輪椅上成為動力源。

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為了大力推廣都會微型電動車與步行領域的電動車,豐田也希望建立一套商業模式,同時與各個領域的企業合作的分時租賃模式。目前已經招募了約40家合作伙伴,將在每個領域一起合作,同時豐田也會與客戶、企業和當地政府緊密結合,直接討論哪種性能和功能產品更好。在這種商業模式下,豐田有一系列適合不同生活階段的電動車,從具備一般駕照成年人、中年人、已歸還駕照的老年人與使用輪椅的人,豐田將提供安全可靠的出行方式。

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2、海外市場的純電動車研發戰略

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為了在電動汽車需求已經很高的市場(中國、美國和歐洲)快速趕超領先的電動車企業,豐田已經擬定好純電動車型的研發戰略,從2020年起將在全球推出超過10款車型,讓具有不同需求的用戶得以選擇。此外通過實施高效率的研發與成本有效控制,在終端售價方面將會極具競爭力。

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具體來說為了進行有效的規劃和開發,Toyota 將與Subaru、Suzuki 與Daihatsu 等各自專業領域的合作伙伴合作,針對中型轎車、中型Crossover、中型Minivan、小型車、大型SUV和中型SUV等六個細分領域分別開發出專用電動車型。其中中型SUV是與Subaru 共同規劃和開發、而緊湊型車則是與Suzuki 和Daihatsu 共同規劃和開發。

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由於與Subaru 共同開發的電動車平臺同樣被定位為TNGA:TOYOTA NEW GLOBAL ARCHITECTURE 之一,因此被稱為e-TNGA。如下圖所示,除了前後電機與車輪軸的位置、駕駛員位置、電池組位置為固定的以外,其餘無論是車頭、車尾或是車寬尺寸設定上都是可以針對不同車型進行調整。

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動力系統方面也與Subaru共同規劃了特殊的純電系統,如電機和電控單元。通過組合多種類型的電機,它可靈活地響應所需的驅動系統(FF/RR/4WD)和動力性能。

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而所有的電動車規劃和開發都是在Toyota ZEV工廠進行,這是一個促進零排放車輛產品開發和業務規劃的專業組織。至於EV CA Spirit 電動車開發合資企業則是與Suzuki、Subaru、Daihatsu以及 Hino 四家公司各派遣旗下五名工程師,同時分攤電動車研發成本。Toyota持有90%的股份,Mazda、Denso分別擁有5%股權。

在Toyota ZEV工廠將開發小從微型都市電動車、大至針對全球市場的純電動汽車,未來FCV(燃料電池車型)的規劃也將由其負責。

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3、電池開發和供應戰略

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電池是純電車最重要的核心零部件,同時也是影響性能和成本的關鍵技術。因此豐田早已將其成熟的混合動力汽車高性能電池組技術應用於純電動汽車上。

雖然市場上多數人都會認為豐田過於專注於混動系統研發而錯失了純電車型發展的機會,但事實上混動技術在研發的同時,豐田早就針對電池組性能進行深入研究。以下表為例,通常大電池容量可以存儲大量電能,這有利於提高混合動力車輛的燃料效率。但是電池容量越大、所需空間越大、價格也越高。

但豐田的THS II 系統技術比其他系統具有更小的電池容量,但效率高、燃油效率高。也就是說電池組、電源控制單元和電動馬達三者能有效地傳輸電力,如此一來在研發純電動車的動力系統時候,也能具備極高的能量轉換效率。

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當然不僅有傳統Hybrid車型,PHEV 插電式混合動力車型也具備相同的技術,以Prius PHEV為例,在NEDC 循環下PHV 的純電行駛里程比起其他車廠所推出的PHEV 車型高出10 % ,因此可以證明豐田已經發展二十年的混動技術同樣能運用在純電車型上。

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至於目前豐田旗下混動車型用的電池組耐久性方面,不論是Prius PHEV 第一代或第二代,都具備了頂級電池組的高耐用性,這是在電池材料,電池組結構和控制系統等各個方面控制電池劣化的技術積累的結果。

為了在2020年推出C-HR電動汽車達到更高水平,豐田早已繼續開發性能更強的電池組,以便在投放到全球市場時其續航力能夠提升到不輸給傳統燃油車的水準。

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而在純電動車的新商業模式中,豐田內部也正在規劃二手電動車銷售和電池回收再利用的商業化,因此電池續航性能變得越來越重要。

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在這樣的規劃下,可以預見未來電動車成長的速度將會加快,因此電池供應的問題也需提前規劃。在電池組供應問題上,豐田計劃通過自主開發加合作採購的方式來提供保障。迄今為止,Toyota 與Prime Earth EV Energy 為電池組合作夥伴,並與Panasonic 共同成立新公司研究全固態電池組,該電池具有增加電壓的能力並且能夠抵抗溫度的變化。

隨著電動汽車的迅速發展,有必要在滿足該地區各種需求的同時迅速做出反應。因此Toyota 也將與世界各地的電池製造商合作,特別是CATL,比亞迪,GS湯淺,東芝,豐田工業等,它們將建立完整的電池採購系統以支撐豐田電動汽車的發展。

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為了讓電動汽車能夠快速普及,如穩定的電池供應、耐久性的提高、電池組回收再利用、純電車輛的開發等都是相當重要的一環,為此豐田一直在穩步推進新業務模式和其他系統的建立,並打算招募更多電動車專家們來一同為零排放的社會做努力,這就是Toyota 的2050 年的電動車戰略藍圖。

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