丰田“三电技术”历经二十年，实力究竟如何？

一直以来，人们谈到丰田的新能源技术时，往往会想起普锐斯和混合动力技术。然而，丰田的混动技术只是其实现汽车电动化发展中的一个步骤。实际上，丰田已经在这个领域深耕了数十年，并取得了令人瞩目的成就。

车辆电动化有三大关键技术，分别是电动机、PCU和电池技术。这三大技术加上发动机就是HEV；加上充电设备就是EV；同时加上发动机和充电设备就是PHEV；而加上燃料电池和储氢罐就是FCEV。所以，无论哪种形式都离不开这三大关键技术。丰田在这三大关键技术上进行了深入的研究，并取得了显著的成果。

自上世纪70年代开始，丰田就投入了对电动化技术的研究。直到第一代普锐斯的问世，丰田已经掌握了这三大关键技术的研发和制造。接下来的20多年里，丰田致力于将电动机、PCU和电池实现轻量化和小型化，同时还要保证更高效能和更优品质，但成本只降不升。

电动车之所以难以发展，一个重要瓶颈在于电池的储能密度太低。为了突破这一瓶颈，丰田一直在努力减重电池包。通过零部件小型化和整合，每一代的普锐斯电池包体积都在缩小。此外，通过电极材料和控制改良，电池的整体性能和针对不同车型的通用性也有了大幅提升。

最新一代的电池组最大输入功率比第一代提升了68%，最大输出功率提升了28%。在电池技术方面，丰田从第一代普锐斯采用圆形Ni电池，发展到第四代优化为方形LI-ion电池。此外，丰田在混动系统中加入升压转换器，从而降低电池额定电压，减少电池单体数量。这使得电池在车内布局上选择性更多，小型车搭载混动系统变得更为容易。

在动力控制单元方面，丰田同样遵循低损耗、轻量化和低成本的开发原则。第一代PCU的体积高达17.4L，而发展到第四代，体积几乎缩小了一倍，仅为8.4L，同时输出功率密度则提升了2.5倍。PCU主要由IPM、升压变压器、电抗器、冷却器、DCDC变频器构成，从第二代普锐is开始增加升压变压器，将系统电压提升到500V，从而降低电流和设备损耗，实现系统的高效化和低成本化。第四代PCU采用双面冷却结构，大幅提高冷却性能。

针对电机技术，丰田进行了多项优化。包括优化电机特性和减速机构，提升电机小型轻量化，提高电动机冷却性能、推高电价驱动单元效率降低损耗、提高电动单元静谧性。针对驱动桥的小型轻量化技术，丰田从第三代开始采用齿轮传动，降低纵向距离。第四代驱动机发电机采用平行轴设计，通过改变齿轮组、电动机室油室化、优化油位等，将损耗降低了60%。

第一代电动机体积为5.1L，到了第四代体积已经降低到2.2L。第四代电动机最高转速可达17000rpm，转速比第一代提升了3倍。第四代电动机定子绕组线圈采用方线(平角线)布局，增加铜线面积提高线圈槽满率，提升通过电流。

经过四代发展，丰田的混动技术取得了显著的成就。从97年的第一代普锐斯到现在的第四代普锐斯，混动系统的体积逐代减小、成本逐代降低、性能逐代提升，而燃油燃烧效能也逐代提高。第一代普锐斯消耗一升燃油可行驶28公里，如今第四代消耗一升燃油可行驶40.8公里，大大减少了化石燃料的消耗，降低了二氧化碳的排放。

除了混动技术，丰田还积极开发其他电动化技术。早在2013年，丰田就推出了基于微型车iQ的iQEV纯电动版本。丰田还早在2014年就推出了氢燃料电池车Mirai。Mirai采用氢燃料电池技术，通过氢气和氧气的化学反应产生电能，从而驱动车辆。相较于纯电动车，氢燃料电池车的优势在于其无需充电，只需加氢气即可实现续航，大大缩短了每次“进站”的时间。Mirai加氢3分钟续航超500公里，同时氢氧反应后排放的气体仅为水，实现了0污染。

丰田不仅在电动化技术方面取得了突破，还注重环保问题。丰田认为，电动化的根本目的是解决环保问题，因此在制造电动车时，丰田力求实现从制造到报废的全过程环保。为此，丰田建立了HamaWing制氢工厂、虚拟电厂、氢燃料网络、低碳氢供应链等，实现了“制造、运输、使用”整体的低碳化。

通过几十年的电动化探索，丰田不仅在产品方面取得了显著成就，还积极构建可持续发展的电动化移动社会。丰田的电动化技术储备深厚，电动化布局不仅限于产品，还包括资源能源的利用和循环。这使得丰田在电动化转型中展现出了强大的竞争力。