撰文:編輯部,攝影:Toyota 提供
2017/04/20,點閱 14,838

日本豐田汽車集團,可以說是全球最早踏入替代能源領域,且目前在環保節能上貢獻最多的汽車製造廠,特別是Hybrid油電複合動力技術備受世人肯定,以領頭羊的角色引起眾多車廠追隨跟進,一同為保護地球盡一份心力。

然而Toyota並非只專心研發Hybrid,它在插電式Hybrid (PHV)、純電動車 (EV)、氫燃料車
(FCV) 等各領域也有相當豐碩的成果,依照每個時代的需求,創造出最符合當代的替代能源交通工具,而最後的目標就是打造零排碳、零排汙的汽車世界。

Hybrid正式邁入第20年

現在馬路上所看到的Hybrid車款,十之八九都是來自豐田集團之手,Toyota加上Lexus占有九成以上的市場銷售量,可說獨霸車壇。雖然Hybrid車款越來越普及,但一般民眾仍認為油電複合動力是高科技產物,尤其是在低油耗、低排放的環保效能上,遠遠超過傳統內燃機車種。

不過你可能不知道,Toyota推出的第一輛Hybrid量產市售車:第一代Prius,其實早在1997年就已問世,距今正巧邁入第20年,或許當其他車廠現在才正要投入Hybrid的開發,但對Toyota來說,這已經是再成熟不過的產品,並積極地朝下一階段的目標邁進,由此可見Toyota在替代能源領域上,超前其他汽車集團好幾步!

1997年第一代Toyota Prius問世,開啟替代能源世代的來臨,至今Prius已經成為Hybrid的代名詞。

Toyota Prius在2003、2010、2016年歷經三次大改款,目前進化到第四代車型,近代還衍生出尺碼更小、省油效率更高的Prius C小型掀背車,以及採5+2座轎式休旅設定的Prius α,滿足更多元的消費需求,也因此,Prius幾乎已成為Hybrid的代名詞,其低碳排放與動輒20、30km/L燃油的平均油耗表現,是目前離現實生活最接近、且大眾消費者負擔得起的油電合動力車款。

Prius問世至今恰滿20年,過程中還衍生出都會掀背Prius C、七人座休旅Prius α、以及插電式版本Prius PHV,滿足更多元的消費需求,更證明Hybrid越來越被市場所接受。

豐田集團以此技術,將產品種類拓展到更廣泛的車型,例如Toyota Camry Hybrid、RAV4 Hybrid,以及豪華品牌Lexus CT 200h、ES 300h、NX300h、RX450h…等,這些油耗表現優異的車款不僅在台灣受到消費者青睞,北美市場更是大受歡迎,Toyota可成為Hybrid領域的第一把交椅,絕對不是沒有道理。

現階段更理想的方案-Plug-in Hybrid

Toyota來說,Hybrid已經是20年前發明的技術,即使在每一代Prius都有相當程度的進化,省油效率也不斷提升,但Hybrid終究有其發展極限。歸咎原因,依賴內燃機引擎的比重仍高,僅管Toyota研發出Atkinson循環引擎,並成功將引擎熱效率提高到40%,讓平均油耗一步步逼近30km/L,但Toyota並不滿意這樣的結果,並不斷地積極尋找更有效的改善方案,重點是能夠落實在現實生活中,讓人人負擔得起,而非看得到卻摸不著。而這最後的解決方案,就是Plug-in Hybrid插電式油電複和動力系統,我們稱它為Plug-in Hybrid。

Plug-in Hybrid與一般Hybrid最大的不同,在於Plug-in Hybrid配置大容量電池,且附有車載充電器與外部充電裝置,簡單來說,它就像手機一樣可以插上充電座幫電池充電,而不像純Hybrid系統仰賴煞車動能回收與發電機回充電力,如此一來可以在出發前就先在車庫充飽電,接下來能維持數十公里的純電續航力,因此對短途通勤來說,Plug-in HV (全名Plug-in Hybrid Vehicle) 就像是一輛EV純電動車,既不花費一滴油,也不會排放任何廢氣。

至於純電動車在電力耗盡而又找不到充電站的情況下,只能停靠路邊等待救援;Plug-in HV則只要向一般汽車一樣到加油站報到,又可繼續好幾百公里的行駛里程,長途旅行絕不是問題,這種平日純電零碳、假日長途低碳的行駛特質,就是Plug-in HV的優勢。

能夠同時改善Hybrid節能效率與EV充電問題的新動能型態,最符合現況的解答就是Plug-in Hybrid,2012年推出的Prius PHV就是首款作品。

Toyota販售的第一款Plug-in HV產品,是2012年發表的Prius PHV,它是以第三代Prius為基礎改造而來。基本上引擎、齒輪箱、馬達所組合起的Hybrid架構,與第三代Prius沒有太大差異,但電池模組由4.4kWh大容量鋰離子電池取代原本的鎳氫電池,其蓄電量高、充電速度快,單位體積效能突出,集合諸多優點於一身,當充滿電的情況下,可以讓第一代Prius PHV的純電續航力達到40公里,相當於台北至桃園的距離。

第二代Prius PHV擁有宛如未來車般的樣貌,前衛吸睛,且在電池容量增加一倍的情況下,使純電行駛距離提升到64公里。

而本篇「徹底研究」的主角:第二代Prius PHV,則是以第四代Prius為基礎演化而來,除了造型大幅變動之外,更將鋰電池容量加大一倍,達到8.8kWh,純電續航力也進一步提升至64公里,純電行駛最高時速更可達到135km/h以上,完美結合Hybrid EV的優點,並解決難以克服的問題,因此,Prius PHV被視為現階段最理想的替代能源車款。

長遠目標-FCV氫燃料電動車

Toyota既然身為綠能科技領導者,就必須不斷找尋更環保的動力方案,Hybrid、Plug-in Hybrid,分別為過往與現今最理想的解答,那麼未來的能源型式又是什麼?Toyota認為是Fuel Cell Vehicle氫燃料電池車,簡稱FCV,這種只要將氫氧混和產生即可產生電力和水的能源產生型式,將是往後數十年汽車工業發展的方向,而現在已由Toyota集團開啟了第一步。

下一階段的新能源型態,將是Fuel Cell燃料電動車。

Toyota早在2013年東京車展就推出FCV Concept,在極度前衛的外表下,透露了Toyota對於氫燃料電動車產業的雄心壯志。FCV的原理不難,但製造與務實層面上卻有不易突破之處,例如氫氣保存不易、Fuel Cell模組體積大、重量高等特性,這些問題點在Toyota經過多年的研發後,總算在技術上逐漸克服,當2013年FCV概念車初次亮相時,就是實力與決心的展現。

當時,Toyota FCV Concept的技術資料載明本車續航里程300英里 (約480公里)、加滿液態氫僅需約3分鐘時間的性能特性,就像是未來世界的救贖,Toyota當時更表示在2015年就會將FCV付諸量產,將替代能源推展到另一個全新的局面。

2013年初次露臉的Toyota FCV Concept,宣示豐田集團開啟替代能源的下一世代。

一如預期,Toyota在2014年底宣布首款氫燃料電動車正式量產,它的名字叫Mirai,即日文的「未來」之意,2014年12月率先於日本販售,北美則為第二大目標市場。Mirai搭載Toyota Fuel Cell System (TFCS),由燃料電池模組、boost converter、兩具高壓儲氫瓶等組成,電動馬達可輸出152匹最大馬力與34公斤米最大扭力,使其擁有178km/h極速與0~100km/h加速9.6秒的優異性能,而加滿氫氣後的續航力可達到500公里整,性能表現卓越。在乘坐舒適性上,使Mirai設定為四人乘坐的寬敞空間,成為一輛可作為Family Car用途的環保車種。

Toyota在2014年底正式宣布首款氫燃料電動車-Mirai問世,加滿氫氣後可連續行駛500公里,而排放出的只有潔淨的水,這才是環保終極目標。

Toyota的下一步是與各國政府攜手合作,建構更多更完整的加氫站,使Mirai零排放、零污染的特性可以廣為更多消費者接受,逐步邁向真正的零排放用車生活。

對Toyota來說,將全球主要汽車市場的加氫站普及是刻不容緩的事,這項工作目前已在日本當地有妥善規劃,歐美地區也如火如荼展開。
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