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HYBRID技术奠基者 丰田Prius历史回顾

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  [汽车之家 车系历史]  石油危机的到来让美国汽车产业遭受重创,以大排量V8发动机著称的美国全尺寸轿车瞬间失宠,日本车正是借此契机打入美国市场。开惯了大车的美国人看在自己荷包“渐瘦”的份上,也开始接受尺寸娇小且省油的日本车了,第二次、第三次石油危机更是让日系车省油的优势逐渐扩大影响。通用在1996年量产了EV1电动车,然而1117辆的销量对于环保事业来说捉襟见肘。对于丰田来说,似乎电动车的普及还为时尚早,混合动力才是当下应该推广的,在这种信念的推动下,丰田Prius就此诞生。注:为了便于阅读,文中仅将国产车型称为普锐斯,其余全部使用英文名称Prius。

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第一代丰田Prius(NHW10/NHW11)
1997年至2003年

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  1992年1月,丰田发布了《丰田地球环境宪章》,这是丰田汽车公司就参与环保事业的基本方针、行动指南以及参与体制等方面制定的总纲领。目的在于切实解决日益加剧的环境污染问题和能源紧缺的现状,说白了就是丰田打算改变人们对传统汽油发动机车型的依赖性了。

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  和通用汽车利用纯电力作为车辆源动力不同的是,丰田认为纯电力驱动的汽车在当时的技术条件下,无论硬件还是软件都为时尚早,在原有汽油发动机基础上增加电动机岂不是能更好地改善消费者现有的用车理念?起码燃油经济性能大幅提升,在这样的使命驱使下,丰田工程师开始着手研发看似无法达成的新车型。

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  1993年9月,丰田研发执行副总裁Yoshirio Kimbara发起了G21项目。1994年,丰田从车身、底盘、发动机和生产技术等多个领域召集了十名30多岁的技术精英,组建了G21项目组,团队目标是打造一款既对资源和环境有利又保留了现代汽车精髓的新车型。开发工作由内山田竹志(Takehisa Yaegashi)主导,负责制造一辆将电动车与传统汽车完美融合的车型。1995年东京车展上,丰田发布了名为Prius的混合动力概念车,Prius在拉丁语中意为prior(优先的、超前的)。Prius概念车具备能量回收系统和启停功能,低滚动阻力轮胎也为良好的燃油经济性作出了贡献,这款其貌不扬的小车采用当时日系车流行的双色车身设计,车身造型憨态可掬,明显一副好好先生的形象。

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  新车测试工作在1996年底展开,测试过程中许多技术难题摆在丰田技术团队面前,光混合动力技术就尝试了超过100种方案,工程师最终选择CVT变速箱作为这款混动车型的传动系统,汽油发动机采用一台代号1AZ-FSE的改进型1.5升四缸发动机。然而还有许多技术问题没有完美地解决,比如为了处理好电池和电动马达的电压问题,Prius的半导体核心变频装置参考了新干线列车上使用的重型晶体管设计。最主要的问题则是电池寿命,工程师们想到将电池组的充放电节点控制在60%和40%,以有效将电池寿命延长到7到10年之间。

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  丰田竭尽全力攻克技术难题,让Prius“勉强”达到量产市售的标准后,1997年12月,代号NHW10的第一代丰田Prius在爱知县的丰田工厂下线,丰田的目标是在日本本土每年销售12000辆Prius,Prius也是丰田MC平台下诞生的首款车型。第一代Prius车身尺寸为长4275mm,宽1695mm,高1491mm,轴距2550mm,车重1254kg,初代Prius仅拥有一款三厢车型,如此结构也是为了将电动机和电池组以更合理的布局安放在车内,其余的细节设计则是为了提升空气动力学效应。从这款车的造型设计来看,它对1999年推出的丰田Echo三厢版产生了较深的影响,也就是曾经国产的夏利2000。

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  第一代Prius的造型由丰田加州设计中心的设计师设计,其作品击败了丰田其他设计工作室提供的稿件。然而作为全球第一款量产的混动车型,丰田并没有给第一代Prius赋予一副极具未来感的外表,在消费者眼中它和普通家用车没什么两样,发动机盖延长至进气格栅位置,将进气格栅左右分离开,这种设计也是为了减小空气阻力。重量极轻的三辐锻造铝合金轮圈上还安装了能够降低空气阻力的树脂材质轮圈装饰罩,美观的同时能够起到降低油耗的作用。

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  第一代Prius唯一能让消费者印象深刻的,恐怕就是当时丰田“引以为傲”的中置仪表盘设计了。当然这种设计究竟能不能打动消费者也是见仁见智,就此后国产的夏利2000、丰田威姿威驰来看,国人还是不太能认同丰田的中置仪表盘设计。第一代Prius采用的电子仪表盘也被刚才提到的这两款车型所沿用,此外,这款车还采用了日系三厢家用车中少见的怀挡设计,为了让前排空间更加充裕,驻车方式也采用了不太占地的脚刹。中控台中央的5.8英寸显示屏能让驾驶者很直观的感受到汽油发动机、电池组和电动机的运行状况,此外消费者还可选装导航系统。

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  初代Prius的配置与当时一般的日系家用轿车无异,手动空调电动车窗、绒布座椅、定速巡航,前排安全气囊侧气囊,作为一款以省油低排放为诉求的家用轿车,这些配置足够了,前麦弗逊、后扭力梁非独立悬架也是当时日系家用车的常见悬架形式。第一代Prius在日本本土的售价为215万日元,和同时期代号AE110的Corolla 1.5 SE Saloon售价152.7万日元相比,高成本的Prius已经卖的相当便宜了。

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  第一代Prius搭载代号1NZ-FXE的1.5升直列四缸自然吸气发动机和一台288V永磁交流电动机,其中汽油发动机最大功率58马力,最大扭矩102N·m,电动机最大功率29kW(约合40马力),最大扭矩305N·m,配备ECVT(电控无级变速箱)变速箱,镍金属氢化物(镍氢)电池组作为电力源,丰田将这套油电混合动力系统称之为“THS”,即Toyota Hybrid System。仅就混动系统和电池的成本来看,第一代Prius的售价就非常有诚意。

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  第一代Prius油耗表现出众,新车上市前官方公布的油耗为28km/L(约合3.57L/100km),经过不断的产品改良,最终量产后的商品车实测油耗为31km/L(约合3.22L/100km),油耗表现完全符合丰田的预期。尽管Prius如此省油,但当时Prius在日本本土的年销量不足两万辆,初期车型改款前月销量更是跌破了一万辆。

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  有趣的是,虽然Prius前期仅在日本本土销售,但这款车悄悄地以二手车的身份出口到英国、澳大利亚和新西兰等国。第一代Prius前期车型其实尚处于试验阶段,日本消费者有幸成为“小白鼠”,在积累了大量经验后,丰田终于在2000年将第一代Prius推广到北美和欧洲市场。根据北美市场的安全标准,丰田Prius的保险杠造型有所改变,后扰流板的增加也有助于提升车辆行驶时的空气动力效应。

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  有了前期积累的经验,丰田对Prius的动力作出了优化,为了满足欧美消费者对高速和长途驾驶的需求,Prius出口车型性能有所提升,原先那台1.5升(1NZ-FXE)四缸发动机加入了VVT-i可变正时气门技术,最大功率提升至76马力,最大扭矩提升至110N·m,273.6V电动机最大功率适当增加到44马力,电动机最大扭矩提升到了350N·m。第一代Prius成功打入美国市场后,Prius也成为继本田Insight之后,第二款登陆北美市场的大规模生产混合动力车型。

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  第一代Prius在欧美市场的表现还算不错,此后在全球20多个多家共售出12.3万辆,对于试水的混动车型来说,这样的销售业绩足以让丰田偷着乐上一阵的。然而据竞争对手和分析师估算,第一代Prius的生产成本高达32000美元,然而16929美元的售价意味着每卖出一辆Prius丰田都是严重亏本的。对于第一代Prius的成就来说,套用美国宇航员阿姆斯特朗那句名言再合适不过了;Prius的诞生是丰田技术领先的一小步,但却是改变人们用车理念和推动汽车环保事业进步的一大步。大家可以通过下面的短片,了解下Prius的研发历程。


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文章标签: 车系历史
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