「未来 30 年,丰田的产品线不会局限于纯电动车,而是提供多种选择」。6 月 16 日,丰田执行副总裁、CTO 寺岛茂树在丰田股东大会上的表态,这家全球最大的汽车制造商选择了一条与众不同的新能源路线:与大众、通用、奔驰等多家汽车巨头计划在未来 20 年内相对纯粹的纯电化路线相比,丰田坚持认为混动车型、燃料电池车型也会在全球汽车市场发挥持久作用。
「混动 + 燃料电池」
丰田不是纯电领域的先行者,但入场也并不算晚。2010 年,刚刚掌舵丰田的家族第四代长孙丰田章男应特斯拉 CEO Elon Musk 之邀,试驾了特斯拉 Roadster。随后,便是丰田出资 5000 万美元购入特斯拉 3.15% 的股份,并在同年 10 月追资 1 亿美元,宣布携手开发丰田 RAV4纯电版。
RAV4 EV项目中,特斯拉提供三电系统,丰田则以 4200 万美元的低价将加州工厂卖给了特斯拉。看上去是各取所需的天作之合,但两者的合作还是在 2016 年画上了休止符。
RAV4 EV 项目的终止,原因之一便是 RAV4 EV 累计只有 2000 辆的惨淡销量,这背离了丰田一直坚持的新能源准则——「新能源汽车只有普及才能真正为环境做贡献」。更何况,比起「前途黯淡」的电动车,丰田还手握天下无敌的 THS(Toyota Hybrid System)混动技术。
丰田在 1992 年启动了 G21 项目,在多达 90 种的混动方案中,丰田原副社长、混动之父内山田竹志(Takeshi Uchiyamada)最终带领团队确定了以「行星齿轮」结构为核心的动力分流式方案。
丰田的 THS 虽然对于动力方面的提升不大,但在平顺性和燃油经济性上独步天下。THS 技术加持下,1997 年推出的普锐斯(PRIUS)成为世界上第一款大规模量产的混合动力汽车(HEV)。
截止 2020 年 9 月,根据丰田官方数据,其混合动力车型全球累计销量突破 1500 万辆,即使在中国市场,雷凌 / 卡罗拉双擎等混合动力车型累计销量也突破了 100 万辆。
丰田的混合动力无疑是成功的,成功到民间有一种说法:「如果世上的混合动力只分两种,一种叫混合动力,那一种就叫丰田的混合动力」。但混合动力领域的成功,也在客观上限制了丰田对纯电动技术的重视,2014 年 RAV4 EV 停产后,丰田很长时间内没有再推出一款纯电动车。
此外,丰田为其混动力技术筑起了全方位的专利壁垒。对其它车企而言,绕开丰田的专利壁垒,开发自己的混动技术,成本高昂,并不是明智之举。混合动力技术让丰田在新能源化上取得了长足进展,但这种全面的成功却在某种程度上限制了整个产业的繁荣。
这是一种「创新者的窘境」,丰田选定了混动路线,投入了巨额的沉没成本,技术成熟后,集团重心就必然是将混动技术投入市场、回收成本、攫取利润。而在上一个产业中成功惯性越大的企业,在下一个浪潮到来时的转型就越艰难。
在丰田混动之父内山田竹志的眼中,混动技术是新能源汽车的基础,他把混动技术视作打开新能源汽车的一把钥匙。而在插电混动、纯电动和氢燃料电池汽车中,丰田似乎更青睐于氢燃料电池汽车。
一方面,丰田汽车新能源项目的主导者内山田竹志是燃料电池的坚定支持者;另一方面,自 2011 年福岛核电站事故之后,日本的能源战略就从核能一定程度上回归了化石燃料,并在之后的《能源基本计划》中将氢能源定位为与电力和热能并列的核心二次能源,提出建设「氢能社会」的愿景。
自身的技术积累结合本国的能源战略,双重刺激下,丰田选择了「混动 + 氢燃料电池」的新能源路线。
「加速电动化」
在中、欧、美三大汽车市场的政策导向下,纯电动车异军突起,扰乱了丰田原有的新能源战略规划。2020 年全球纯电动车市场逆势增长 40 % ,2021 年 1-3 月中国对日本纯电动车出口总量同比增长 8 倍,而其中大多为特斯拉的产品。
纯电大势下,丰田的「战略调整」在加速,纯电动车被纳入新能源路线。
2019 年 6 月,丰田发布最新电动化战略:将 2017 年制定的计划提速 5 年,到 2025 年就实现 550 万辆的新能源车目标。值得注意的是,这其中,除了 450 万辆混动车型外,电动车和燃料电池车要达到 100 万辆以上,纯电动车型的投放要达到 10 款以上。
从通过合作伙伴已有纯电动车型进行改造,如基于广汽新能源的 Aion S 打造 iA5 ,到在 TNGA 燃油架构上进行油改电,如 C-HR EV ,直到打造纯电专属架构 e-TNGA ,发布该平台下的首款概念车 bZ4 X,丰田的纯电动重启之路逐渐步入正轨。
bZ4 X 由丰田和斯巴鲁联合打造,生产地之一是丰田在日本本土的零排放工厂 ZEV Factory 。ZEV Factory 项目成立于 2018 年 10 月,前身是丰田为调整新能源路线,于 2016 年成立的电动汽车事业规划部,由丰田社长丰田章男亲自挂帅。
e-TNGA 纯电架构是丰田加速电动化的底气,其首要特点便是高度可塑性,可以涵盖小型车 K-CAR 到大型 SUV 间的各种车型。
e-TNGA 平台被分为前,中,后,电池,电机五大模块,前后悬有两种选择,中部轴距、电池、以及电机都存在三种选择,整个底盘架构对应至各种不同车型及尺码,长度和轴距都可自由调整。同时,模块式特点可支持前轮、后轮和全轮驱动设计,以及从 50 kWh 到 100 kWh 区间范围的电池布置。
除了和斯巴鲁共同开发的 bZ4 X,丰田还将基于 e-TNGA 架构发布 6 款 bZ 车型,包括和大发、铃木合作的 K-CAR,以及一款中型厢式货车,一款 Cross 跨界车,一款中型 SUV,一款大型 SUV,一款房车。
丰田加速纯电动的举措,还体现在积极探求合作上。通过和斯巴鲁、铃木和大发共享 e-TNGA 架构,丰田可以降低成本,加速研发速度。同时,丰田会根据各品牌特性,合理分配资源,铃木、大发主攻小型车,斯巴鲁圈定中型车,雷克萨斯锁定豪华,以发挥各品牌的优势。
除了联合国内的斯巴鲁、铃木等厂商共同开发纯电车型,丰田还在全球范围内寻找合作伙伴。
2019 年 7 月 19 日,丰田和比亚迪签署了一项联合开发电动车和电池的协议:比亚迪和丰田将共同开发轿车和低底盘 SUV,同时还将为联合开发的纯电动车型和其他车辆开发动力电池。
这些新车将于 2025 年前在中国市场上市,首先以丰田品牌进行销售。2019 年 11 月,丰田还宣布和比亚迪各出资 50% 成立纯电动车研发公司,开展纯电动车及所用平台、零件的设计、研发等相关业务。
而在动力电池领域,除了比亚迪,进入丰田采购范围的还有 LG、三星、松下和东芝等品牌,以及我们熟悉的宁德时代。
至于下一代锂电池技术——固态电池,丰田也有着深厚的技术积累。在固态电池相关专利数量上,丰田傲视全球,尤其在硫化物固态电池技术路线上。
在 2020 年 12 月 7 日的一场在线论坛上,丰田表示,2025 年将开始销售使用固态电池的电动汽车。这款车可能就是丰田原执行总裁兼首席技术官寺岛茂树(Shigeki Terashi)曾透露的,将在 2020 年东京奥运会上推出的固态电池新能源车型。
目前可以确定的是,这款固态电池车型会与首款燃料电池车 Mirai 一样,是一款限量产的品牌建设车型,「但市场野心不容小觑,未来的产品矩阵将逐步扩大」。
「多路线并进」
一方面,丰田在顺应大环境,调整新能源战略,提速纯电动车型研发和投放。另一方面,丰田仍对氢燃料电池念念不忘。
丰田与一汽集团计划投资 84.95 亿元在天津建立一家新的新能源汽车工厂,总占地面积接近 200 万平方米,设计年产能 20 万辆,涵盖了新能源汽车制造过程中的冲压、焊接、涂装、总装、树脂涂装以及电池六大工艺。
该工厂主要用来生产未来基于纯电平台打造的车型,但值得注意的是,该工厂的产品线将独立于 2018 年泰达工厂改造项目,「不单单局限于 e-TNGA 的车型」,除了有望涵盖丰田与比亚迪基于比亚迪 e 平台联合开发的纯电动车型,还可能生产燃料电池汽车。
根据丰田与一汽集团在 2019 年 9 月签订的电动化及智能网联领域战略合作框架协议,双方除了推出混合动力车型、插电式混合动力车型、纯电动车型外,还将推出氢燃料电池车型。在 2021 年 6 月一辆搭载最新氢动力总成的卡罗拉两厢车(Toyota Collora Sport)完成 24 小时耐力赛测试后,丰田章男表示,「氢动力汽车将在未来成为电动车的最佳替代品」。
2020 年 10 月,丰田向梵蒂冈教皇赠送了两辆丰田氢燃料电池旗舰产品 Mirai。此外,采用氢燃料电池动力总成的丰田 FCEV 柯斯达计划于 2022 年正式量产,并将投入北京 2022 年冬奥会使用。丰田的用意,在于向世人展示其氢燃料电池动力的研发和应用成果。多路线并行,囊括混动、电动和燃料电池汽车各种技术路线,是丰田电气化的总战略方针。公司董事寺岛茂树在丰田爱知县总部说到,「现在只关注一种选择(电动汽车)还为时过早,在 2050 年前,包括混合动力汽车和燃料电池汽车在内的不同选择需要相互竞争,这样公司才能得到最好的选择。」
「结语」
「混动先驱」,「氢燃料电池死忠」,「纯电追赶者」,众多标签下,丰田这个燃油车时代的巨头,在新能源浪潮中永远是最复杂的存在。
电气化之路上,丰田有顺应大势,调整战略,加速纯电转型的改变,但也有对原有理念和技术路线的执着——「电动汽车将在减少排放方面发挥更大的作用,但也应采用其他解决方案,比如成功的混合动力汽车或销售缓慢的氢燃料汽车」。