丰田的真纯电,可算来了|技术流

丰田汽车终于有纯电动版本了

古人云:丰田原生出电动,家祭无忘告乃翁。

多少年来,一直因为没有电动车而被全世界冷嘲热讽了10086遍的丰田,终于在去年末拿出了首个纯电平台的电动车bZ4X。区别于之前的C-HR EV等“通用平台”车型,丰田在bZ4X上启用了全新、原生的bZ纯电平台。

这样一辆千呼万唤可算出来的丰田电车,最新消息是国产上市就在今年。2021年11月才揭幕量产版,2022年内跑完下线到国内发布再到上市的全套流程。这不是哪里冒出来的鸡血新造车,这可是稳字贴在脑门上的日系老顽固。

丰田的真纯电,可算来了|技术流

去年bZ4X发布时,所有目光都被聚焦在了全球首发的纯线控转向技术,以及与特斯拉形似而神不似的One Motion Grip方向盘。敝号也曾用整个篇幅(见《这一回,丰田赢了特斯拉》),尽可能解释了科幻方向盘造型底层的技术背景。故此,不再提方向盘相关。

一向以稳重见长的全球第一大车企,为何毫无征兆地,率先应用未经时间验证的前沿技术?

当bZ4X顶着一具单侧150°打满、整圈无需换手、如飞机操作舵一般的方向盘登场,人们似乎暂时忘却了它“丰田首款纯电平台”的重要身份。朋友们,你或力挺、或嘲讽、或为其不平、或等其倒闭,无数次热搜头条重复着“丰田没有电动车”,到底不就是为了这一天,咋就被一个方向盘勾了魂呢。

纯电不纯电,共线不共线

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按照2022年内国产上市来算,丰田最终原生平台电动车的开售时间,只会比整体更激进、进度更靠前的德国对手晚一年多点。这个时间差,要明显小于此前丰田纯电进度给人的感觉和猜测。

大众ID.系列是在2021年初开始上市交付的,但往前推,为了生产ID.系列在内的全新MEB纯电平台(还包括奥迪等品牌),大众早在2018年就动工了佛山和安亭两座新工厂,还有第三座安徽MEB工厂正在建设中。接近三年过后,国产ID.系列才开始交付。

丰田这边,其实从2020年初就开始在中新天津生态城,建设一汽丰田的新能源工厂。预计的投产时间自然对应着bZ4X的国产上市时间,即2022年内。整个节奏周期和大众MEB计划相当,里外里都是三年左右出活儿。

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安亭MEB工厂

本胡曾解释过,今天“油改电”和“原生平台”之间,已经不再像过去那样泾渭分明、优劣尽显。简言之,“纯电平台”与否,对于普通消费者而言,其实全凭车企一张嘴。人家愿意叫啥就叫啥了,话术稍微动点心思又不犯法——谁会大大方方跟你讲自己“不是专为纯电”呢?

换个思路想,手工耿们在自家后院,照着某燃油车的样子Ctrl+C、Ctrl+V出一副车架,然后只塞电池不装内燃机,他说这是自己的“纯电平台”有问题吗?没有,这对人家来讲就是纯电平台,人家确实从没拿它造过哪怕一辆油车呀——某些“新造车”听到不要打喷嚏。

所以说“油改电”还是“原生纯电”,名字是任人打扮的小姑娘,无论车企叫法还是媒体说法都不绝对可靠,可靠的只有你自己的判断。二者之间的根本差异,并不是“是否用它造过油车”,而是“是否为了电动车所需的最优解,扔掉了燃油平台的‘好处’”。

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奔驰EVA平台,纯电平台在物理结构上是完全不同的

燃油底子的好处是什么?是大比例的零部件可以通用,是修改设计和调校时有章可循,最重要的是可以利用现成的生产线或只做部分调整,出活儿快,省时省力省钱。别忘了“平台”诞生时的最重要作用之一,就是实现同平台不同车型的共线生产。

而原生纯电平台所要代表的,是以电池为首的电力阶级的最广大利益,是续航、是电耗、是充电便利、是电池绝对安全……今天这个平台,要思考电动车的基本诉求是什么,想“电”之所想、急“池”之所急,结果自然是物理存在层面与燃油平台分道扬镳。你是方的,我是圆的,对不起咱没法处。

所以全新的纯电平台,总是和一座新工厂或者至少一条新生产线绑在一起。你时常会在新闻中看到,某某品牌为生产电动车投入多少多少资金建设新工厂。同一条流水线上,也许可以前后脚走下A4和Q5,却无法同时生产Q5和Q5 e-tron。越是激进转型纯电的车企,越是会把电动车工厂这个“坑”挖得更深。

处不到一块,还是离了吧

那么纯电平台不一样的“物理存在”,究竟是怎么不一样的呢?

狭义来讲,平台一定是以白车身/车架作为载体的。平台概念诞生之初,其范畴主要就是一部分车身,以及其上各个子系统(动力、传动、悬架等)的通用化模块化,后来到今天,才陆续加入了电子电气架构、智能运算平台等在其中。但归根结底,核心仍旧是具备快速延展适应力的(部分)白车身。

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从燃油车到纯电动车,车架变化的本质是什么呢?是从“车头塞一坨铁疙瘩如何保护乘员”到“车底有一块大宝贝伤不得碰不得”,毕竟,现在要是电池有个三长两短,乘员一样是安危难保。

动力的变化使得整车主要组成变了,整车结构的变化带来了不同的结构需求。在燃油时代,为了适应严苛的碰撞安全标准,燃油平台需要且可以在车身底板(平台车型通用设计),部署多道横纵向的梁式结构。以前向碰撞为例,能量经由机舱前纵梁传递至防火墙附近,然后主要经车底纵梁向后传导。

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下:斯巴鲁燃油平台的吸能路径

到了纯电时代,车底被电池包塞得满满当当,如此路径显然是行不通了。你不会放心由电池包传递能量,一根主梁将电池包隔成好几块也不现实。不改动这些主要结构,则电池包只能“外挂”在车底下方,或减少离地间隙,或大幅抬高底板,更不要说冗余结构增重,这些是老生常谈的了。

有些通用平台也会对这些主结构做一些改动,但无不是带着代价的。丰田过往的所谓“e-TNGA平台”(并不是一个严格定义),电池包前端有明显的两侧斜切,这减少了电池包的可用体积,自然也就减少了续航里程(的上限)。

其原因便是新的底板纵梁结构要绕开电池包,但又必须和前方宽度较小的前机舱纵梁相接,于是电池包前端就不得不收缩,让出两部分纵梁斜向连接的空间。宽度相对较小的前机舱纵梁,对于燃油车是合理的,但电动车就需要更加特化的结构布置。

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对于电动车,更理想的前向能量传递路径,从前机舱纵梁-车底板纵梁,变成了前机舱纵梁-侧门槛纵梁。一方面这要求前机舱纵梁尽可能向两侧拓宽,减小它们与侧门槛梁的横向“落差”(但这不是可无限增加的),另一方面需要二者相连接之处,即防火墙到前门柱区域,做更多利于能量传导的结构优化。

因为能量传导路径的中央部分空缺了,对于前方碰撞能量的吸收传导,如今更加依赖侧门槛梁。你会发现绝大多数纯电平台的电动车,都拥有非常粗壮的车门门槛。下面这张大众MQB(燃油)到e-Golf(MQB油改电)再到MEB(纯电)的进化图,就很容易说明问题:

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图源见水印

终于说回丰田,bZ平台属于原生的纯电平台,并不是因为丰田自己说它是纯电平台,而是因为我们能看到它摒弃了燃油结构、有为纯电“考虑”。在bZ4X的车身结构图中,燃油车必备的中央隆起/排气通道已经消失无踪;车底纵梁也不复存在,前向能量传导更加依赖侧门槛纵梁。

不过,不同于相对稍显激进的大众,丰田bZ平台身上有更加稳重保守的色彩。

MEB是将绝大部分能量传导都寄托于门槛梁,而丰田bZ平台稍微降低了门槛梁承受的压力。前机舱纵梁直接连接着两个“斜坡”(下图黑色),将部分能量分散给车身底板,底板正中央的隆起应该也能发挥部分作用,剩下的能量会被导向侧门槛梁然后向后车身传导。

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这可能是因为,bZ平台的前机舱纵梁并未像前面所说的向两侧拓展,而保持了较常规的宽度。前纵梁与门槛梁的横向“落差”也就相对较大,像MEB那样将几乎全部前向能量导至门槛梁,效果可能不够理想,或者会带来更多结构增重。

至于这么做的原因,可能是考虑到前纵梁更宽意味着前轮摆动区域更小,即附带着前轮转向角度缩小的代价。对于高端车型,这可以用后轮转向(RWS)予以弥补,但丰田bZ平台并不是一个豪车平台,眼下它需要更多为无RWS的车型考虑。

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bZ4X

丰田的这种思路倒不是独一份,现代E-GMP平台上也有异曲同工的结构。韩国人的办法是在车身底板前部中央设置了一小段纵梁,前纵梁传来的能量会经车底中央,导向后方车底中段的横梁,也是一定程度上帮助侧门槛分摊了压力。

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现代E-GMP,注意底板前部的红色结构

眼下谈论这两种思路是否有优劣之分,还为时尚早(车还没卖出去多少呢)。前向碰撞能量传导路径的不同,也只是原生纯电平台区别于通用平台的特征之一。拿来说明问题,也只是因为这一点较为显见。

核心差别其实很简单:从燃油车到电动车,“心脏”从车头一大坨铁,变成了车底越大越好的一片“不能碰”区域。靠锂电池能量驱动的汽车,(要想获得最佳的表现)就需要最适合“携带”锂电池的结构,燃油车上恰到好处的那一套结构,用在电动车上越来越成为掣肘和阻碍。

于是它们发现,自己与燃油平台的那些老骨架,已经处不到一块去了。

撰文:嗷嗷胡

出处:头条号 @autocarweekly

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