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减排与电动化聊丰田TNGA架构动力系统

来源: 汽车之家 作者: 2017-08-04 10:15:29
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  广汽丰田全新凯美瑞将会在今年11月份上市,它也是首款国产的丰田TNGA(Toyota New Global Architecture,丰田新全球架构)车型。除了焕然一新的外观内饰外,另一大看点便是源自TNGA架构的全新动力总成,这其中包括了目前量产车中最高燃效的全新2.5L自然吸气发动机,以及8AT自动变速箱、全新结构的E-CVT自动变速箱。好了,现在让我们坐下来,看看丰田为这次从“芯”出发做了哪些准备。

减排与电动化 聊丰田TNGA架构动力系统

  ●丰田TNGA架构旗下已有多款量产车型产品

  丰田TNGA架构的首款车型是2015年12月在日本率先上市的第四代普锐斯。去年在海外上市的C-HR和今年在海外上市的新凯美瑞同样源自与TNGA架构。丰田预计,在2021年之前,丰田品牌车型销量的60%以上将会是TNGA架构衍生出来的产品。

减排与电动化 聊丰田TNGA架构动力系统

  根据目前的消息,率先国产的TNGA架构车型为全新凯美瑞和C-HR。这两款车型将落户广汽丰田,由广汽丰田位于广州南沙的全新第三工厂生产,该工厂设计产能为22万台/年。而C-HR的“姐妹车型”(就像雷凌和卡罗拉之间的关系)将会由一汽丰田位于天津的全新工厂生产,该工厂设计产能为20万台/年。未来一段时间,丰田在中国推出的TNGA架构车型都会由这两个工厂生产。

减排与电动化 聊丰田TNGA架构动力系统
减排与电动化 聊丰田TNGA架构动力系统

  丰田TNGA架构的理念与其他厂商采用的模块化平台略有区别,除了模块化生产外,其在项目规划、产品设计、研发阶段形成了更为统一的整体。相比早年间单一车型单一平台的做法而言,车辆零部件通用率更高。因此,TNGA架构的使用无疑对丰田降低产品研发、制造不同环节的周期、成本都大有裨益。

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  丰田TNGA架构的应用是的其产品在动力系统、车身结构、制造工艺、悬架系统、空气动力学、NVH性能以及人体工程学上都作出了优化来实现整车性能的进一步提升,其中又以动力系统的改进最为明显,这也是下文将要展开讲解的内容。

  ●进一步实现节能、减排和电动化是TNGA架构动力系统的目标

  欧盟排放法规一直倒逼着汽车制造厂商进行技术改进,以降低车辆二氧化碳及有害气体的排放量。2008年,欧盟确立了2020年欧盟境内销售的新车二氧化碳排放量要降低至95g/km的目标。作为一个全球性车企,丰田必须在“大限”到来之前把旗下车型产品的排放指标提升至欧盟标准以上,以保持其产品竞争力。按照丰田的计划,在2021年之前,丰田旗下车型产品的二氧化碳排放量将降低15%以上(相比2015年的产品)。

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  丰田的节能减排思路在大方向上和各大厂商保持一致,通过提升发动机热效率、降低发动机运转损耗以及增强动力系统电动化程度来实现。技术升级的难点在于,在节能减排的同时不能降低动力输出性能,最好还能够在轻量化和小型化方面有所建树。

减排与电动化 聊丰田TNGA架构动力系统

  丰田在过去的日子里都坚持自主研发和精益生产,对技术的专注孕育了全球首款量产混合动力车型普锐斯和全球首款量产氢燃料电池汽车Mirai。但在汽车产业产品迭代提速的今天,为了实现新车型产品的开发及紧跟技术的发展,丰田不得不通过联合开发和技术共享来紧跟时代发展。丰田经营方式的改变正是为了应对上面提到的技术升级难点众多与较短开发周期的冲突。从某个程度上来说,TNGA架构带来的开发周期缩短优势也是应对产品迭代提速的产物。

减排与电动化 聊丰田TNGA架构动力系统

  电动化是汽车行业未来的重要发展趋势,而电池、电机、电控这“三电系统”则是成就电动/混动汽车的关键因素。有鉴于此,丰田将在2021年前增加电动化技术开发人员30%以满足电动化技术开发的人员需求。从TNGA架构混合动力系统结构上的重大改变(具体变化我们在下文详细讲解),我们可以看到丰田在电动化领域“招兵买马”后成果初显。

  ●发动机模块化设计和柔性化生产

  在过去,丰田不同系列的发动机产品会采用不同的设计,零部件通用性不高。而到了TNGA架构,丰田将更多地采用统一的设计以提升零部件通用化率。TNGA架构发动机的气缸容积和气缸数实现了模块化,规格数量相较过去有所减小。工程师通过选取特定的气缸容积规格以及气缸数来设计出新的发动机产品。

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  发动机的模块化设计使得在工厂可以采用统一的加工设备和工装来实现发动机零部件的加工及整机组装工作,提升生产线生产效率和柔性化程度(同一条生产线能共线生产更多种类的发动机)。

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关键词:减排,tnga,架构,动力系统,发动机,变速箱,混合

责任编辑:何震