在探讨丰田混动技术为何选择镍氢电池而非锂电池时,我们不得不考虑多个关键因素。虽然锂电池在能量密度上占据优势,但丰田的混合动力车却选择了镍氢电池,这背后的原因与丰田THS混合动力车的独特结构、电池特性、成本考量以及市场竞争压力密不可分。
丰田THS混合动力系统并不支持纯电驱动的长距离行驶,而是结合了汽油和电力两种动力源。其核心是E-CVT变速箱,该变速箱通过精密的行星齿轮机构协调两台发动机和阿特金森发动机的工作。其中,E-CVT变速箱的行星齿轮箱包含行星架、齿圈和太阳轮三个关键部件,它们的协同作用使得丰田THS能够在各种驾驶条件下实现高效、平稳的动力输出。
这三个关键部件通过机械传动装置紧密相连,构成了丰田THS混动技术的核心机械离合系统。丰田并非仅出于对新能源车型的追求而打造THS,其更深层次的目标在于优化发动机的工作效率,确保在高效率区间内稳定运转,从而实现更佳的燃油经济性,为消费者带来实实在在的省钱效益。
内燃机在低负荷时效率相对较低,且在高负荷时效率提升有限,因此,丰田THS混动技术的创新之处在于,它能在负载较低的情况下接管内燃机的工作,例如在汽车启动时,从而有效提升发动机的工作效率。
在低速行驶等情境下,内燃机的效率往往较低,导致油耗表现不佳。尽管锂电池的容量较大,但混合动力的主要驱动力仍来自发动机。从这一角度看,镍氢锂电池的优势并不十分突出。例如,P4所使用的锂电池相较于镍氢电池仅轻了10公斤,整体减重效果并不显著。
自松下接手三亚的镍氢电池技术后,该技术已完全掌握在松下手中,而丰田目前正与松下携手合作推进该项目。回顾普锐斯上市20余年的历程,其产品稳定性与可靠性备受赞誉,从未传出过爆炸或电池回收问题,仅需在电池寿命将尽时进行更换。
当然,这并非需要担忧的事项。由于对容量无特别要求,丰田的镍氢电池在纯电模式下,理论上的行驶距离仅为1-2公里。但值得一提的是,丰田的插电混动系统实际上并不支持外插电源,其电动混合动力与燃油发动机是分离的。因此,车辆可以完全依赖电池运行,无需过多电池单元,从而减轻了整体重量。同时,电池被巧妙地隐藏在后备箱的一侧,既节省了空间又降低了成本。相较锂电池,镍氢电池的成本更低,且维护简便,为车主带来了经济实惠的选择。
使用上一代普锐斯混合动力的卡罗拉,以及凯美瑞双擎,其价格相较于燃油车仅略有增加。在经过几年的使用后,这些额外成本将得到充分回报。卡罗拉和雷凌双擎在市区的油耗表现优异,总油耗轻松控制在4升多一点。
至于纯电动车,镍氢电池则显得不那么必要。以卡罗拉双擎为例,它配备了34个65AH模组,电池容量为159kwh。通过浅放电技术,其实际使用容量进一步降低,通常仅使用至最大容量的60%,即159kWh电池的实际可用容量仅为095kWh。
因此,对于油电混合动力汽车,其行驶里程通常仅覆盖几公里范围,且所配备的电池组容量与发电机功率相契合。在频繁的充电与放电操作下,电池容量对车辆整体油耗的影响微乎其微。实际上,丰田双擎技术便采用了锂离子电池,这一选择恰如其分地满足了插电混动车型对电池充放电容量及镍金属的高要求。尽管如此,对于混合动力车型而言,镍氢电池虽不及锂离子电池那般尖端,却已足够应对日常使用需求。正因如此,丰田在深耕混动技术长达23年之久后,依旧选择坚守镍氢电池技术路线。
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