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智车之路 | 新能源车特斯拉第一?丰田笑了

晓寒头条 车东西2017/05/09

智东西(公众号:zhidxcom) 文 | 晓寒 导语:汽车产业正在发生巨变,电池正在替代燃油,共享汽车正在替 […]

智东西(公众号:zhidxcom)
文 | 晓寒

导语:汽车产业正在发生巨变,电池正在替代燃油,共享汽车正在替代私家车,人工智能正在接管驾驶——电动化、共享化、智能化、网联化的趋势将前所未有地改变这一具有百年历史的传统行业。

不过事实并非如此简单,通过分析研究,车东西发现这些拥有百年历史的汽车集团并不情愿落后于时代——除了加速追赶外来者的脚步之外,它们反而在很早之前就已经开启了对于汽车智能化的研究之路,并取得了许多成果。

对此,车东西特推出了“智车之路”系列报道,为您揭秘全球主要的12家汽车集团在汽车智能化上的探索历史。本期是“智车之路”的第九篇报道,讲述的日本丰田汽车。

丰田汽车由日本著名纺织大鳄丰田佐吉的儿子丰田喜一郎创办,他在1929年走访欧美国家时对汽车入了迷,随后回到日本开始研究汽车。1932年,丰田喜一郎在家族的纺织厂里设立了汽车部开发研究仿制欧美车型。1935年汽车部造出了仿制的汽车,并在1937年从纺织厂独立为丰田汽车工业株式会社,当时拥有1200万日元起步资金与300多名员工。

早在研究仿制阶段,丰田喜一郎就给丰田定下了“生产廉价汽车”的方向。经过85年的风雨征程,丰田汽车在2008年成长为全球最大的汽车公司(另外一个是大众集团),旗下拥有丰田、雷克萨斯、Scion、大发、日野品牌。丰田最新财报显示,2016年前三季财报丰田共销售了664万辆新车,净利润约合126亿美元(丰田2015年净利润高达192亿美元)。仅仅三个季度的净利润就远超大众2016全年的79亿美元与通用的94亿美元——丰田再次成为全球最赚钱的汽车公司。

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(配图为丰田总部大厦)

在传统汽车时代,丰田以及整个日系品牌一直都靠着亲民的售价与极其稳定可靠的产品质量在全球抢占市场。面对丰田及整个日系品牌在产品质量上的优势,欧美品牌被逼主打科技牌,率先普及了涡轮增压发动机、双离合、车联网、ADAS等功能,并加以大肆宣传,形成了一种丰田等日系品牌在科技领域较落后的错觉。

然而事实并非如此,比如目前比较高级的ADAS功能ACC自适应巡航就是由丰田等日系厂商逐渐普及开的。与此同时,丰田在油电混动、氢动力等新能源汽车领域也取得非常不错的进展。2015年底,丰田斥资10亿在硅谷成立了TRI丰田研究院,专供AI与自动驾驶等前沿技术,并且还入股了优步,进一步加强了自己智能化领域的布局。

自动驾驶:以量产为导向做研发

丰田研究自动驾驶的历史可以从ADAS系统讲起。

1995年,做过飞机的三菱汽车,将飞机上常用的巡航控制技术搬到了量产汽上面。三菱的这套系统可以通过激光雷达测距,并自动控制车辆的巡航速度(即早期的ACC自适应巡航)。作为日本汽车行业的老大,丰田怎么能容易小弟的技术比自己先进,马上组织人力在1997年就拿出了自己的ACC方案,并在雷克萨斯LS的丰田版Celsior上面率先搭载。

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(配图为丰田Celsior)

丰田在自家与雷克萨斯车型上搭载ACC技术的举动吸引了其他厂商的注意,奔驰、奥迪、沃尔沃等公司才纷纷推出了基于毫米波雷达的ACC系统。2015年,特斯拉Model S逐渐流行起来,而这家全球最耀眼的电动车公司也在大力宣传自己的ACC系统——Autopilot,并有意无意地将其介绍为自动驾驶功能,这才让ACC功能开始大范围进入消费者的视野之中。

按照相关国际组织的定义,搭载ACC自适应巡航、LKA车道保持、AEB主动刹车等高级ADAS功能的汽车就是L2级别的自动驾驶汽车,像是丰田、通用、福特等整车厂也都表示将会逐渐从L2的自动驾驶汽车逐渐向着L3/L4级别演进。——所以丰田才一直强调自己实际上是从90年代就开始研究自动驾驶技术了。

2015年11月,丰田在日本演示了自动驾驶技术的最新进展,名为Highway Teammate——字面意思就是高速公路伙伴。而丰田对其所有的自动驾驶与辅助技术,则命名为Mobility Teammate Concept——没错,这套自动驾驶技术就是要解决高速公路上的自动驾驶问题。

丰田展示了一辆基于雷克萨斯GS450h打造的自动驾驶汽车。如果单从外观来看,几乎看不出这是一辆自动驾驶汽车,因为其外部并没有自动驾驶汽车常见的激光雷达与其他传感器。

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(配图为丰田展出的自动驾驶汽车)

不要被外表所蒙蔽,丰田只不过是把各种传感器放在了汽车的部件里面而已。其前保险杠与前脸位置融合了三个毫米波雷达与三个激光雷达,挡风玻璃顶部则有一个双目摄像头。另外三个激光雷达藏在后保险杠的侧面与后面,后挡风玻璃顶部的小尾翼里则藏了三个毫米波雷达。

当然,丰田安装的激光雷达都是售价便宜的低线束激光雷达,并不是谷歌自动驾驶车上那个会旋转的64线激光雷达,所以才会在前后一共安装了6个。当然,丰田也提前绘制了演示高速公路的高精度3D地图。

从丰田的演示来看,这套自动驾驶技术可以让汽车完成自动驶入/驶出主路、超车、变道等功能。丰田在上述活动中表示,将在2020年实现这套高速公路自动驾驶技术的商品化。

相对而言,封闭的高速公路路况较为简单,是自动驾驶技术落地的理想场景。所以丰田选择了相对比较便宜的传感器,将其融入车身,并且将应用场景选在了高速公路,就是为了尽快实现自动驾驶技术的商业化。

在自动驾驶的研发中心方面,丰田并没有走通用、福特等公司的收购流,而是选择自主研发。

2015年11月6日,丰田宣布将在硅谷设立TRI丰田研究院(Toyota Reserch Institute),并表示将在未来5年内逐步投资10亿美元。至此,丰田形成了由TRI、协同安全研究中心(Collaborative Safety Research Center),以及丰田互联公司(Toyota Connected)三大机构协同开发自动驾驶技术的团队布局。

TRI的自动驾驶项目由Gill Pratt负责,他之前曾是美国国防部下属先进研究项目局DARPA的项目经理,负责机器人挑战赛项目,而DARPA又是全球自动驾驶技术兴起的“始作俑者”。

今年3月份,位于硅谷的TRI向外界展出了其首个研发成果——一辆基于雷克萨斯LS600hL的自动驾驶测试车,需要指出的是,这辆车并没有像上述那辆一样将传感器融合进车身,而是将一台64线激光雷达与6个16线激光雷达放置在了车身外部,由此可以判断测试车研究的是全路况L4级别的自动驾驶技术。

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(配图为TRI展出的自动驾驶汽车)

据媒体报道,TRI的研究方向分为保卫者(Guardian)和私人司机(Chauffeur)。前者是新一代的ADAS系统,后者则是完全自动驾驶技术。不过TRI并没有透露具体的应用时间。

新能源汽车:电力与氢动力同时发展

虽然电动汽车目前非常火热,也被视为未来汽车行业发展的一个重要趋势。但需要指出的是,新能源汽车并不只有纯电动汽车或是油电混合汽车,还包括燃料电池、氢动力汽车等其他非传统动力汽车。

在新能源的路上,纯电动与氢动力是目前汽车行业最佳看好的两个方向,但是两者之间并没有分出胜负。因此,作为全球最赚钱的汽车公司,丰田干脆选择了电力与氢动力都研发的路子。

在电动车领域,丰田走的是一条从油电混合汽车逐步向纯电动汽车转变的路子。

油电混合汽车就是让传统内燃机与电动机一起工作来提升效率,可以简单分为串联与并联两种形式。

串联式即增程式混动车型,发动机连接发电机,发电机给电池充电,电池驱动电机进而让车辆运转,优点是边走边冲,发动机始终处于高效运转期间,能够降低油耗。但是由于要经历一个由发动机发电再充电再带动电动机的过程,其能量转化效率又会折扣,在高速运行的时候反而没有汽油车省油。

并联式混动则是让发动机与电动机一起驱动汽车在行驶,能够提供更强劲的动力,但是由于两者同时工作,发动机并不能一直保持在最佳工况,油耗下降不明显,且由于这套系统只有一个电机,混合模式下无法同时充电和驱动车轮,当电池耗尽时就又会转换成了发动机驱动的模式。

为了解决串联与并联的问题,丰田于1997年率先拿出了新串联-并联结合的混合混动技术,称之为Hybrid Synergy Drive (HSD) ,中文名叫双擎,这套系统最核心的东西就是ECVT电子无级变速器,可以同时连接发动机和两个电动机。

这样一来,混动汽车既可以在起步时依靠电机的大扭矩,又可以在巡航时让发动机、电动机同时工作,并且还能对电池进行充电,简直就是有劲儿还省油。

不过这套系统也有缺陷。由于ECVT把三个动力源绑在一起,导致在高速巡航这种适合汽油机工作的情况下,电机也得继续工作,再加上为了低速时而设计的大齿比,导致出现了这套系统在拥堵路段表现很好,但在高速路况下效果并不出众的局面。

1997年3月,丰田首次展示了自己的这套混动系统,并在同年8月推出了闻名于世的混动车型——普锐斯。随后,丰田又先后为自己及雷克萨斯旗下凯美瑞、皇冠、GS、LS等几乎所有主力车型推出了混合动力版。

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(配图为普锐斯混动汽车)

截止目前,丰田已经累计在全球售出了超过1000万辆混动车型,居于所有汽车品牌之首。另外值得注意的是,在西欧地区,雷克萨斯旗下混动车型的销售比例已经超过98%。

虽然说的都是混动车型,但是请注意,混动车型本质上就是在燃油汽车里加了一套电力系统,其不仅需要掌握电力与发动力的配合技术,还需要掌握电池、电机、电控等电动汽车的核心技术。所以丰田方面也一直表示,其可以随时将自己的混动技术转换为纯电动技术,生产出纯电动汽车。

只不过由于电池续航与充电技术尚未有重大突破且内燃机仍有利用的空间,丰田此前并未将纯电动汽车的量产提上日程。但是在老对手大众集团抛出了2025战略,表示要大力发展纯电动汽车的,全球新能源汽车大势已起的局面下,丰田也加快了动作。

2016年11月,丰田副社长伊地知隆彦在企业季度财报发布会上表示,考虑到目前全球新能源汽车的行驶,丰田将尽快投身到量产型纯电动汽车的研发与生产中去。

另外一个值得一提的细节是,丰田老大丰田章男在2010年10月曾在美国试驾过特斯拉的早期车型Roadster,并表示感受到了“未来之风”。几周后,丰田斥资5000万美元入股特斯拉,同时用一个非常便宜的价格(4200万美元),把它在加州已经停工的一个工厂卖给了这个新兴公司,直接加速了特斯拉的量产进展。

而在氢动力这条线上,丰田也有20多年的研发历史,甚至比其研发混动汽车还要早上一年。

但由于相关技术比如燃料电池反应堆(特别是质子交换膜)、储氢罐的发展相对滞后,其脚步一直不如混动技术快,而成本也一直非常之高。不过随着时间的发展,上述氢能源的配套技术逐渐取得了一些进展,丰田也于2014年推出了首款量产的氢能源车Mirai。

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(配图为Mirai在加注氢燃料)

氢能源车的本质是通过氢燃料电池反应堆发电,然后将电力存储在镍氢电池里面,由电池带动电动机进而驱动车轮前进。当动力需求不大的时候,氢能源车会使用电池的电力,而当动力需求大的时候,它也可以同事从氢燃料电池反应堆和电池两个地方获得电力——氢能源车本质上也是一种混动车型。

丰田中国市场营销公关部部长刘鹏在接受媒体采访时表示,丰田的氢能源车有很多技术都来自于混动车型上面,“(把氢能源车)切割以后会发现,整个底盘好多东西和布局都是混动车过来的。”

这也就是说,丰田在研发混合动力汽车、氢动力汽车以及纯电动汽车的时候是相辅相成,前两者可以共享混合技术,而混动技术又可以推动纯电动汽车技术的发展,丰田主攻混动的打法可谓一石三鸟!

车联网与共享出行相融合

90年代末对于丰田来说是一个神奇的时代,其不仅开启了ADAS、油电混动、氢动力等技术的研发,还在那时候开始了丰田车载系统G-BOOK的研发。2002年,第一代G-BOOK正式在日本国内上市,并于2009年正式进入中国。

G-BOOK与通用的安吉星系统一样,都是无线网络+语音通话的模式。音乐通话模式就是在后端给车主设置了一大群话务员,车主通过按键接通话务员之后,可以让话务员帮忙设定目的地,并将目的地下发至车内显示屏的导航系统中。

同样的,得益于无线与语音互联,G-BOOK后端同样能够监控车辆的行驶状态,当系统发现车辆安全气囊被弹出(即出现事故)后,会主动联系车辆,如果联系不上,系统就会主动安排救援人员。当然,G-BOOK也在车内设置了一键求救按钮,车主在遇到紧急情况时也可以主动求救。

其他方面,G-BOOK与常见的车载系统类似,包括可显示路况、修改路线、显示周边信息的导航系统,可以通过无线网络查询天气、新闻的资讯系统,可以播放收音机、CD、蓝牙USB音乐的娱乐系统,可以查询车辆状态、保养信息并进行简单设置的车辆控制系统以及一个可以用语音指令拨打电话,或是设置回家路线的语音识别系统等。

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(配图为G-BOOK主界面,图片来自网易汽车)

丰田暂时没有为G-BOOK开发流行的手机APP功能,因为也无法在手机上查看车辆信息,或是对车辆进行远程控制。当然,好处是在一定程度上降低了被黑客攻击的可能性。

不过没有应用这一功能并不代表没有关注。

根据丰田官网的信息,丰田也正在将云技术、大数据、手机远程控制、车载系统的个性化推荐等功能加入丰田旗下的车型之中,并且还将与未来的智慧城市相结合。据媒体报道,丰田已经开始在日本测试ITS Connect协调型安全技术,该技术基于V2V和V2I通信,可以让车辆之间、车辆与基础设施之间进行信息交流,可实现十字路口的交通状况提醒、车辆编队巡航等功能。

目前,ITS部件仅在日本地区提供选装,且只提供给皇冠这一车型。而日本国内也仅有东京和爱知县装有少量可与车辆通信的基础设施。

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(配图为搭载ITS的皇冠)

在共享出行领域,丰田2016年5月投资了Uber。有意思的是,丰田宣布对Uber进行投资之前,大众刚刚完成了对另外一个打车应用Gett的投资,总金额3亿美元,且滴滴也刚刚拿到了苹果的10亿美元投资。

丰田方面并没有透露投资的具体金额,但是向外媒表示,其投资Uber的目的在于希望了解用户将会如何使用共享出行服务。

当然,在打车之外,丰田也没落下分时租赁。

在奔驰于2009年推出了Car2Go之后,宝马、福特、通用、大众等公司纷纷跟进,2012年7月,丰田则在本土推出了自己的分时租赁品牌Rakumo。据报道,Rakumo在初期就设置了1200个网点,并投放了7000辆汽车。2014年,丰田将共享服务推向了海外。当年10月,丰田在法国格勒诺布尔市投放了70辆小型电动汽车做共享实验。

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(配图为Rakumo的一个网点)

需要指出的是,丰田做共享的目的是为了更好的卖车。丰田在Rakumo上线之初就公开表示,推出共享服务是为了让更多的年轻人接触到丰田的产品,进而对于中长期扩大新市场提供帮助。

与此同时,丰田加强了共享出行的队伍建设。

2016年11月,丰田成立了一家专注于智能、移动、互联的公司,名字也简单粗暴的命名为Connected Car Company,互联汽车公司,并表示将推出一个Mobility Service Platform(简称MSPF)的移动服务平台。

该平台有两大功能,一是连接,即确保丰田旗下的汽车未来可以与丰田大数据中心、自己的金融机构、保险公司、车主、手机、政府、租客相连接。二是共享,即在有了连接的基础之上,用车主与租客可以方便、快捷的共享汽车。

连接服务基于移动通信网络、云计算与配套的软件系统,很好理解。而为了实现更好的共享,在连接的基础之上,丰田还开发了一个名为Smart Key Box (简称SKB)的硬件,该硬件无需额外改装,连上车辆后即可让租客通过手机打开车门、启动引擎。而SKB也会将车辆的相关数据传回丰田大数据中心,进而监控车辆的使用情况。如果发生事故或是盗抢等以外,丰田数据中心第一时间就能监测到。

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(配图为丰田SKB)

SKB只是丰田未来车联网与共享计划的开头,这家全球最赚钱的汽车公司在后续还有更多的动作。丰田也透露称其正在与美国汽车共享公司Getaround合作,在美国进行共享测试,待测试完成后,丰田将会进一步推动车联网与共享技术的结合与应用。

结语:为未来提前布局的丰田

其实提起丰田等日本的汽车厂商,总有一种性冷淡或是性压抑的印象:它兢兢业业的把产品质量做得很好,但是在外形设计与新技术的应用上,却总有一种想用但是就是不用的感觉,例如丰田很早就掌握了涡轮增压技术,但是直到近两年才开始装车。它很早就应用了ACC自适应巡航,但是却一直没有大肆宣传。甚至在车辆外形上,挂丰田标的车型也仍然维持中庸的设计理念,没有进行大刀阔斧的年轻化设计。

不过话说回来,丰田毕竟是全球最大的两家汽车集团之一,并且还常年霸占着全球最赚钱的汽车公司名号,手里自然不差钱,在对待新技术上,丰田不仅一个没有落下,并且其走的路子都很踏实,且获得了一定的领先。

例如其在研发自动驾驶技术的时候把传感器融入车身,并表示要在2020年率先实现高速公路的自动驾驶。又如其在90年代就开始销售混动汽车,并坚持在新能源技术上不断研发,用混动车型来逐渐向未来过渡,以及其在研发车联网的同时也不忘将汽车共享技术整合进来,以期给未来做好准备。


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