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Time:2013/10/29 09:44:15

富士山下的未来之路 2013丰田环境安全技术之旅

2013年10月29日 11:38:02 来源: 第一车网 作者:第一车网

在以资源为第一生命的日本,强烈的危机意识促成了丰田在环境保护、汽车安全等领域的积极研发,丰田汽车公司生产制造的全球超过500万辆混合动力汽车正以高可靠性和高安全性,以及对节能减排的现实意义改变着世界。

  环保、安全、可持续发展,是人类追求的永恒命题,能源紧缺、污染肆虐的当下,我们的未来究竟该怎样行走,当你来到景色怡人、空气清澈的富士山下,一定会对此更有感触。数天时间,多个城市,在丰田全球总部,我们看到是一条当下可行、未来可期的汽车之路。
9月8日,微信上传来消息,东京申奥成功。身在日本富士山下的我,看着眼前蓝天碧湖相接的如画美景心生感触:尽管经历海啸地震、核辐射危机,但日本还是凭借对申奥的不懈热情,对城市的可持续发展,对工作的精细认真,以及对环境与安全问题的全面保障,赢得了国际奥委会的认可。一流的空气、饮水质量,再加上日本在交通工具上的领先能源技术,相信2020年的东京奥运会将是一届绿色奥运会。

  受中国丰田邀请,我们于9月赴日参加2013丰田环境安全技术之旅。一路上碧海云天、整洁的城市和保护得接近完美的自然风光,还是让我颇感心怡。与清新空气和美丽风光相对应的,是本次访问的主题——丰田环境与安全技术。访问中,丰田全球首次对媒体开放了EPT(混合动力、电动车辆)设计院大楼和PEVE电池工厂,我们也第一次参观了东富士汽车安全研究所。几天行程里,丰田对混合动力车辆在高温、冰雪、沟坎环境中的各式极限检测,以穿刺、高空坠落、碰撞等手段对电池的种种“施虐”,360度对汽车前后左右的碰撞方式、恍若真实的模拟驾驶实验等一系列眼花缭乱的体验,给我们留下了深刻印象。

  在以资源为第一生命的日本,强烈的危机意识促成了丰田在环境保护、汽车安全等领域的积极研发,丰田汽车公司生产制造的全球超过500万辆混合动力汽车正以高可靠性和高安全性,以及对节能减排的现实意义改变着世界。2013年11月,丰田在日本之外的唯一一家混合动力研发中心——丰田汽车研发中心(中国)有限公司,将在江苏常熟正式启用。届时,我们本次参观的部分开发生产机构将被复制到中国,随着混合动力总成在国内的研发生产,丰田在华的混合动力车型有望降低售价,真正为其普及扫清障碍。

  “我们希望中国消费者可以明白:混合动力和普通汽车一样,不需要充电、使用环节没有新增成本、使用到车辆报废也无需更换电池。除了更省油,它在维护、安全方面都没什么不同。”率领本次访问团的丰田汽车(中国)投资有限公司执行副总经理董长征表示,“真正混合动力的时代已经到来,像普锐斯凯美瑞尊瑞这种混合动力的代表,将是解决污染和能源问题的现实之路。”

  混动汽车全球销售超过500万辆

  访问首站是名古屋,这座面积376平方公里的城市,绝大多数都是不超过七、八层的“矮楼”,丰田大厦是市中心为数不多的高层建筑之一。尽管名古屋以发达的工商业、造船业闻名,丰田全球总部及诸多重要工厂均在此,但其对自然、古迹的保护以及城市的绿化却让人吃惊。

  对城市与自然的可持续开发,对出行方式的环保选择,是名古屋及许多日本城市在快速发展的同时,保持清洁环境的关键原因。坐落于此的丰田全球混合动力、电动汽车研发中心——EPT大楼(Electric Power Train设计院),就是让名古屋乃至整个日本依然保持城市空气洁净的一个重要“能量源”。

  早在上个世纪90年代,时任丰田副社长的和田明广就给丰田的工程师提出了一个任务:必须设计一款面向21世纪的汽车,它能比传统汽车节油50%以上。最终,混合动力技术在丰田内部一致被认为是现阶段可实现的、能最大程度节油的方式。

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EPT大楼的整备场里停放着各种回收来进行检测的混动与电动汽车,当然也有不少正在开发尚未面世的棋牌游戏开发出售



  参观中我们了解到,今天的丰田混合动力已从仅追求低油耗的THS技术,向兼顾环保和动力的THS Ⅱ技术发展,未来3年内丰田还将新增21款HEV混合动力车型。电池方面,初期受技术成熟和成本影响,丰田混动车辆采用的是镍氢电池,经过十多年的技术开发,丰田近年已开始使用体积效率优异的锂电池。

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用于检测混动、电动车辆的恒温槽,在这里所有车辆都将接受温度实验



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这是给电池组做检测的电池恒温槽,丰田对车用电池的要求是万无一失



  占地73000㎡一共8层的EPT楼里布满各种实验室,时间关系和保密原因,我们仅参观了电机噪声实验室、整车高温实验室、电机控制实验室、运动车辆电池测试实验室等少数几个实验室。我们看到,普锐斯电机工作时并不会影响车内的静音性;雷克萨斯LS600hL在60度高温下依然正常运转;任何一辆丰田混动汽车都没有在未报废时出现电池性能剧烈衰减。数据显示,截止2013年3月,丰田混动汽车已在全球销售超过500万辆,至今为止,尚未出现一例可靠性问题。

  名古屋是爱知县首府,是仅次于东京、大阪和横滨的日本第四大城市。名古屋中心地区绿荫夹道,鲜花吐芬。过去,名古屋因为古迹而获得了美誉,现在,名古屋因为其发达的工商业而举世闻名。它是综合性的大工业城市,纺织业和造船业非常发达,爱知丰田汽车销售公司与松坂屋百货公司是日本闻名的大商业企业。

  严格实验带来高可靠性电池

  静冈县是访问的第二站,该县拥有丰富的温泉资源,在当晚所住酒店,我们也入乡随俗地感受一下当地的“泡汤”(即泡温泉)。日本从南到北约有2600多座温泉,温泉属于地热资源,纯天然、无污染,如此规模庞大的温泉经济恰恰与日本人尊重资源、善用资源的理念不无关系。

  与温泉一样,丰田混动汽车的环保“能源站”——电池工厂也在日本各县散布,在本岛的宫城县、爱知县和静冈县,共有丰田旗下Primearth EV Energy株式会社(简称PEVE)的四家电池工厂。PEVE公司负责车用镍氢电池和锂电池,以及电池管理系统的开发、制造和销售。PEVE工厂“诞生”于1996年12月,由丰田汽车株式会社与松下株式会社,分别出资80.5%和19.5%投资建设,共有员工3100人,截止2013年7月7日,PEVE累计销售车用电池达600万。

  此次我们参观的大森工厂4楼车间,为保证装配质量,在生产线旁设置了专门的洗手池,池内使用特质的洗手液并配合水流按摩功能为一线工人进行手部按摩,放松过后会降低工人的疲劳程度。丰田认为,只有在员工最放松时,才可以制造出最好的产品。

  最吸引我们的是丰田电池实验室。在 PEVE的第一实验楼里,跌落、穿刺、撞击、高温过度放电、电池内外部短路等实验室依次排开。跌落实验可将电池单元或电池模块以1cm为单位举升至1-10m的任意高度进行跌落,与电池接触的区域为普通的水泥地面,用以模拟电池组与地面撞击时的真实情况。穿刺实验室的测试仪以20cm/s的速度匀速推进,以此模拟电池被穿刺的情况。实车中电池虽然处于车辆中后部,但这并不意味着它可以高枕无忧,追尾、拖底、杂物飞溅都会对电池造成威胁。工作人员表示,这里所做的全部实验都以世界各国的电池安全法规为标准,正是这一项项的“虐待”实验测试,让丰田汽车在电池使用上一直保持着全球最高的可靠性。

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混动车辆靠电池组提供电动能源,镍氢电池组一般是由56个电池单元组成,锂电池组一般由168个电池单元组成



  静冈县位于日本东京和大阪之间,是日本的主要交通要道。境内有富士火山带,山地一直延伸到伊豆半岛;有丰富的温泉资源,有“温泉半岛”之称。静冈县对外贸易发展很快,主要出口产品有汽车、摩托车、动力机械、乐器、办公电子器具等。清水港是该县最大的国际贸易港,是日本十七个定点港口之一。

  开放式研发让全球共享安全成果

  “玉扇倒悬东海天,富士白雪映朝阳”,作为日本的象征之一,富士山在全球享有盛誉,它也经常被称作“芙蓉峰”或“富岳”以及“不二的高岭”。自古以来,这座山的名字就经常在日本的传统诗歌“和歌”中出现。我们到访的第三站——丰田东富士研究所就坐落在富士山下。

  据统计,到2030年,全球每年因交通事故死亡的人数将超过艾滋病、疟疾等疾病致死的人数,所以除了新能源技术之外,安全技术的研发必然是未来汽车发展的趋势。此次在东富士研究所,丰田向我们展示了其碰撞中心和THUMS(Total HUman Model for Safety)虚拟人体模型软件系统,充分显示了丰田汽车在安全性研究上的技术力量。

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对撞实验场,两车对撞处的玻璃地板下方是深达十数米的深槽,一台高速摄像机在十米地下记录相撞车辆的底盘变形状况



  碰撞实验一直是车辆开发环节的重中之重,东富士研究所中设立的车辆碰撞实验室长280米,宽190米,除了可进行车辆与壁障、台车碰撞,还可进行车与车带角度的对撞,以及翻滚实验等多种测试。该实验室全年约进行1600多次碰撞测试,平均每天约碰撞4次。

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推开THUMS实验室的大门,扑面而来的近百个大小各异、“男女长幼”的实验假人让人震撼



  参观中让我们兴奋的是THUMS虚拟人体模型陈列室,除了可以模拟出撞击导致假人受伤的部位外,THUMS依托于医学系统、汽车生产商、零部件供应商、科研机构、高等院校(包括我国的清华大学)共同开发的背景,可以准确地分析假人收集到的数据,模拟测算出假人更精准的受伤情况。在这里我们看到THUMS模拟不同体型的人受到车辆正面撞击后的受伤状态,包括成年男性、女性和儿童。在THUMS的帮助下,研究人员可以精确了解到碰撞后人体各部分的受伤情况,包括颈部的每一个脊椎,甚至孕妇肚子里的孩子。

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THUMS可实现对人体脊椎受碰撞时的详细伤害记录



  富士山海拔3775.63米,是日本第一高峰,横跨静冈县和山梨县,是世界上最大的活火山之一,目前处于休眠状态。山体呈优美的圆锥形,是日本的神圣象征,被日本人誉为“圣岳”。富士山高耸入云,山巅白雪皑皑,放眼望去,好似一把悬空倒挂的扇子,因此也有“玉扇”之称。

  智能交通系统实现终极安全城市

  许多首次来到东京的国人常会惊讶,东京超过3000万人口,千人汽车保有量远超北京,可并不宽敞的大街上却很少看见车辆拥堵。面对红绿灯前有序行走的人群和汽车,日本人对于安全法规的遵守和敬畏,以及人与人、人与车、车与车之间的礼帽谦让,往往令外国游客吃惊。

  事实上,依靠便捷完善的轨道交通和合理有序的交通政策规划,大多数日本人出行更愿意使用公共交通工具,而不是私家车。同时对城市交通安全网络的超前建设,也是东京远离拥堵的一个重要原因。

  前往东京之前,我们在东富士研究所参观了丰田ITS实验场。ITS是Intelligent Transport System的英文缩写,中文直译智能交通系统。它通过地面设备、车辆对其他车辆和行人的探测和信号通信,对驾驶者进行有效提示,从而实现预碰撞,提升交通安全性。城市交通环境越来越复杂,如果有比我们看的更远、听的更清、盲区更小的电子系统辅助,安全性会大大提高,ITS实验场正是模拟这种情况设立。

  ITS实验场占地3.5公顷,丰田在这里以无线频段、光学车辆感知器、车辆检测传感器、行人检测传感器等,模拟日本街头的交叉路口进行实验。当你路口前漏看红灯时,汽车会提前发出滴滴的声音提醒。当经过十字路口拐弯,驾驶者前方视线被遮挡时,汽车会通过街头传感器告知自动障碍物后是否有汽车或行人走来,即使没有街头传感器的地方也无须担心,车与车之间也能互相传感,相互提醒,从而大大降低事故的发生。

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丰田领先全球的模拟驾驶实验室



  在ITS实验场旁,我们还体验了模拟驾驶实验室,这个庞然大物以真实、智能的驾驶感受让我们大呼过瘾。“我们用虚拟城市和虚拟驾驶的方式,可以发现更多现实中常会遇到,而真实场地很难实现的驾驶问题,这对丰田汽车安全的研究是极好的帮助。”模拟驾驶实验室的开发者如是说。
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