丰田的混动技术如何提供给广汽集团?

文/滕三毛

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在HEV混动技术上,丰田的优势有目共睹。日前,据《日本经济新闻》报道,丰田决定向其在华合资伙伴广汽集团提供“汽油-电动”混合动力技术系统,这是丰田首次向海外企业提供核心混合动力技术。

据报道,开发和供应混合动力系统的日本公司BluE Nexus已与广汽集团就技术转让达成协议。

针对此事,广汽内部人士向媒体透露,消息尚未正式公布,但可以确定的是,采用丰田THS系统的广汽混动产品将于2021上市。

混合先行者

其实关于汽车混合动力系统,业内有一种说法:世界上只有两种混动,一种是丰田,一种是其他厂商。当然这种说法有些夸张,但也印证了丰田在混动系统中的地位以及在市场上的良好口碑。

丰田标志性的混合动力技术是THS(丰田混合动力系统),这是一种耗资数千亿美元开发的动力系统。在结构上,系统的主体结构是一台A循环发动机(阿特金森循环)、一个大电机和一个小电机、一个行星齿轮机构和相关的电池组/能量管理机构,没有传统意义上的变速箱。

这项技术的妙处在于,通过行星齿轮机构将并联和串联两种模式有效结合,电驱动和汽油燃料驱动的比例控制完全由能量控制单元计算分配,实现最佳的混合动力比例。优点是省油,没有续航焦虑,价格比纯电和插电更便宜,可靠性更高。

THS混合动力系统于1997首次应用于第一代丰田普锐斯。在第一代普锐斯起步阶段,“HEV”的认知度并不高。丰田质疑该技术能否赚钱,市场也讽刺该技术是“宅男开的车”。今天回想起来,不过是一点小闹,但当时还不能这么简单处理。

历经四代技术变革,丰田不断扩大HEV产品阵容。在今年的北京车展上,丰田为中国用户带来了亚洲龙双擎、凯美瑞双擎、卡罗拉双擎、雷凌双擎运动版、房融双擎、威兰达双擎、雷克萨斯混动车型,阵容强大。

市场份额方面,据丰田统计,搭载THS技术的车辆2017年全球累计销量超过10万辆。截至2020年7月底,以HEV为主的丰田电动汽车全球累计销量已突破16万辆。在此期间,丰田获得了“第一款量产HEV车型”、“第一款全球HEV销量突破1000万辆”、“第一款进口HEV车型”、“第一款国产HEV动力总成”、“第一款覆盖轿车、SUV、MPV的HEV阵容”等多个行业冠军,成为混合动力领域的标杆。

技术堡垒

由于发明专利有20年的期限,丰田的几项基本混合动力专利在2013到期,涉及控制系统和驱动方式。但丰田在1997注册了混合动力系统最重要的核心专利行星齿轮机构,2017年2月20日在美国和欧洲失效。

该专利阐述了如何利用内燃机和电动机通过行星齿轮机构分配动力,属于丰田THS串并联混合动力系统的基础专利。

丰田的混动相关专利逐渐到期,这在一定程度上降低了丰田对其他厂商的专利壁垒,但这并不意味着混动车型可以轻易走下其他厂商的生产线,走向市场。

稍微了解生产现场的人都知道,“做什么”只是设计和生产的起点,“怎么做”才是工业生产中最重要的部分。而这个关键问题还有待于其他车企去探索和开发,这些车企投入了巨大的R&D成本,经历了非常艰难的工程化生产和运营。

丰田在欧美的行星齿轮机构核心专利保护已经到期,但在中国市场,从2003年开始,丰田在中国申请了多项与行星齿轮相关的专利,其中65438年6月+65438年10月+2003年5月首次申请的专利,到2023年才开始持续20年。

对此,业内专家表示,“丰田围绕这一核心技术在中国市场申请了多项辅助专利,形成了复杂的‘专利群’,进而形成了‘技术壁垒’,对其他汽车企业在这一领域的研发产生了一定影响。”

在国家知识产权局的网站上,以“混合动力”为关键词,可以找到335项丰田发明专利。丰田通过层层专利设置技术壁垒。一旦其他汽车公司采用类似的发明,他们必须向丰田支付技术许可费。

(丰田THS-II系统)

然而令人意外的是,2019年4月,丰田宣布免费开放丰田积累的电机、电控(PCU)、系统控制等23740项汽车电气化技术专利。此外,丰田将向使用其电气化系统的企业提供有偿技术支持。

丰田的退与进

那么问题来了,丰田为什么要和其他车企分享这么先进的混动技术?深入分析会发现,看似偶然,实则是丰田整体行业观下的必然。

此前,时任工信部部长的苗伟曾表示:“日本企业向国际标准化组织申报,要把日本的混合标准变成国际标准,这也影响了我们。以丰田为代表的传统混动设计了几个技术陷阱。我们不能碰它。”

苗伟的话从侧面表达了政府对混合动力技术的态度。正是因为以丰田为代表的日系车企过度保护自己的技术,并试图将其转化为国际标准,中国车企在发展混合动力汽车上有很大的困难。

业内人士承认,2012年中国制定新能源技术路线时,有专家表示:“丰田的混合动力汽车在中国不会获得新能源补贴。如果大规模补贴混动车,丰田会拿走大部分份额。”与此相适应,欧洲车企普遍达成一致,即在强混领域绕开丰田,寻求其他出路。

当时中国和欧美的新能源汽车发展路线很明确,就是在发展弱混动和中混动之后,直接过渡到插电式混动,跨越强混动阶段,这一阶段被丰田的大量专利所覆盖。特斯拉的崛起和中国电动车企业的快速成长,都在印证电动化趋势不可阻挡的事实。

特斯拉在2014宣布允许其他公司使用特斯拉的专利,在汽车行业掀起了一场“开源运动”。与丰田开放技术专利不同,特斯拉不需要申请使用特斯拉专利,即特斯拉默认允许你使用相关专利,不会起诉。

相比之下,丰田多年来一直持有HEV核心混动技术专利,却并未从中获得多少回报。另外,近年来丰田技术专利进入密集失效期,没有办法变现。当整个行业跨越HEV技术路线时,丰田专利的价值就会大打折扣。

(丰田THS-II系统)

所以,求变就成了一种必然。

与其坐等专利到期,不如主动出击,释放善意。这就是上面提到的丰田免费获得HEV 23740项专利的战略转变。

专利放开了,其他车企也想生产世界领先的混动产品。没有丰田的技术支持,并不容易。当然,实现丰田的技术是有一个环节的。

于是在2065438+2009年9月,丰田与广汽、一汽签署了战略合作框架协议,包括在广汽和合资企业的车型上搭载燃料电池技术,扩大混合动力汽车的合作范围,推动电动汽车车型的开发。广汽集团引入丰田油电混合技术也是战略合作的一部分。

事实上,丰田THS混合动力系统是由日本公司BluE Nexus开发和供应的,该公司由丰田、电装和爱信精机共同建立。丰田放开专利可以进一步扩大其混合动力技术的市场份额,增加作为产业链供应商的出货量。

此外,与中国汽车企业一起全面推进混合动力技术的应用,也可能让更多的企业加入混合动力汽车的技术阵营,对汽车行业的技术发展道路产生深远的影响。

最新政策层面,工信部等部门审议通过了新版《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》,首次提出“低油耗乘用车”概念并明确积分核算优惠规则,自2021 1起实施。

丰田和本田等混合动力汽车将被纳入新管理措施下的环保范畴,这将为混合动力技术路线提供好处,也将鼓励更多中国车企更加关注混合动力技术。

对于车企来说,有市场份额才有机会和其他可能。同理,技术只有应用才是技术。可以预见,HEV混合动力技术在中国发布后,丰田的胃口会越来越大。对于丰田来说,战地2.0才刚刚开始。

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资深汽车媒体人慕思先生(刘晓门)领衔打造。

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