[汽車之家 技術(shù)] 今天中國(guó)市場(chǎng)是新能源,尤其是混動(dòng)的天下。比亞迪為首的一眾中國(guó)品牌通過節(jié)節(jié)攀升的銷量證明了自身技術(shù)日趨成熟,這是值得每個(gè)國(guó)人驕傲的。
只有更好了解對(duì)手,才能冷靜思考,吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),從而避坑躲險(xiǎn),減少成長(zhǎng)成本。
在漫長(zhǎng)的歷史歲月中,中文資料的稀缺導(dǎo)致了諸如第一臺(tái)混動(dòng)量產(chǎn)車是普銳斯這樣以訛傳訛的錯(cuò)誤。因此,我們決定分多期內(nèi)容,為您帶來包括比亞迪、長(zhǎng)城、吉利、理想、通用、本田、日產(chǎn)在內(nèi)的,眾多市面上知名品牌混動(dòng)相關(guān)故事。
作為開篇,今天先來看看被稱為“一部混動(dòng)史,半部是豐田”的它。
即便在比亞迪崛起的今天,混動(dòng)領(lǐng)域中不可忽視的仍舊有豐田。
很長(zhǎng)一段時(shí)間里,甚至被人戲稱“混動(dòng)只有兩種,即豐田和其他”。
當(dāng)下的互聯(lián)網(wǎng)喜歡用“世界是個(gè)巨大的草臺(tái)班子”形容很多事情的偶然,甚至荒謬到出乎想象;
以今天的視角觀察曾經(jīng)的豐田初代混動(dòng)技術(shù)立項(xiàng)開始之激進(jìn),計(jì)劃進(jìn)行中修正之大膽,用“世界就是個(gè)巨大的草臺(tái)班子”形容似乎并不過分。將這些塵封已久的歷史資料串聯(lián)后,那段故事逐漸浮出水面。讓人很難將其與今天世界第一的形象掛鉤。
產(chǎn)品上市并非是這個(gè)故事的完美結(jié)局,相反對(duì)整個(gè)項(xiàng)目組開發(fā)團(tuán)隊(duì)而言,心中仍處于忐忑不安的狀態(tài);蛘吒鼫(zhǔn)確的說,其中的大多數(shù)人感覺發(fā)售只是個(gè)開始。這對(duì)當(dāng)時(shí)的車企而言是極不尋常的。
與此同時(shí)他心中也算石頭落地?M繞心頭的公司絕密開發(fā)項(xiàng)目G21正式宣告結(jié)束。
這一天距離立項(xiàng)僅過去1500余天,即4年零3個(gè)多月。
在所有開發(fā)以及驗(yàn)證測(cè)試一項(xiàng)不少的前提下,整體完成時(shí)間相比初期規(guī)劃截止日提前2年。
只從時(shí)間維度分析,51個(gè)月與今天我國(guó)新興車企18個(gè)月造車相比過于冗長(zhǎng),但難度不可同日而語。
Prius的起始狀態(tài)是不止日本,放眼全球汽車行業(yè)內(nèi)亦無任何混動(dòng)技術(shù)量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,這也意味著無法從對(duì)手處挖到成熟開發(fā)人員或團(tuán)隊(duì)縮短研發(fā)時(shí)間或規(guī)避問題。同時(shí)為爭(zhēng)取銷售先機(jī),項(xiàng)目截止時(shí)間一再大幅提前。
最終完成了對(duì)包含銷量雖無法與豐田抗衡,但在技術(shù)以及公司整體狀態(tài)層面仍處于巔峰的本田技研工業(yè)株式會(huì)社(下文簡(jiǎn)稱本田)完成超越,尤其是在對(duì)方最看中的技術(shù)領(lǐng)先性上,這樣的戰(zhàn)果實(shí)屬不易。
了解本田在上世紀(jì)末處于怎樣的巔峰狀態(tài),就不難理解為什么前面說豐田在混動(dòng)技術(shù)對(duì)本田的超越堪稱奇跡了。(讀到這里,如果你對(duì)本田產(chǎn)生了濃厚的興趣可以點(diǎn)擊《一輩子只輸一次 技術(shù)狂人本田宗一郎》閱讀,相信我,別管今天的本田怎樣萎靡,但曾經(jīng)的他們可是激情的代名詞,但請(qǐng)記得讀完回來,今天的故事才剛剛開始。)
Prius,或者更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f是第一代混動(dòng)技術(shù)的研發(fā),不僅創(chuàng)造了豐田的歷史,更是打破了整個(gè)日系車企研發(fā)工作的記錄,其中諸多成就直至今日亦無人超越,這便是今天的故事。
盡管今天中文媒體報(bào)道中,內(nèi)山田竹志先生被包裝為“混動(dòng)之父”或“Prius之父”,
但1993年盛夏整個(gè)項(xiàng)目開啟時(shí),率先被時(shí)任研發(fā)部副總金原義朗招入項(xiàng)目組的是小木曾聰。
因此當(dāng)高層詢問意見時(shí),他不曾注意到未同往常一樣公布詳細(xì)的項(xiàng)目?jī)?nèi)容,即毫不猶豫的舉手參加。
這位唯一一位參與從規(guī)劃到第四代普銳斯量產(chǎn)的技術(shù)專家結(jié)局令人唏噓,當(dāng)然這是后話,咱們之后展開。
先讓我們暫時(shí)回到1993年夏天。
小木曾聰真正得到準(zhǔn)許進(jìn)入后,立即發(fā)現(xiàn)這個(gè)只由工程師與設(shè)計(jì)師組成,且總?cè)藬?shù)10余人的項(xiàng)目呈現(xiàn)出前所未有的保密程度,能夠透露的內(nèi)容僅有4行。
項(xiàng)目代號(hào):G21,意即Globe 21世紀(jì)。
內(nèi)容:打造進(jìn)入21世紀(jì)后幫助豐田成為銷量第一的產(chǎn)品。
方法:未知
項(xiàng)目匯報(bào)對(duì)象:豐田英二、豐田章一郎
一般開發(fā)流程中,大多遵循著先考慮目標(biāo)市場(chǎng)以及客戶人群畫像,再以需求為導(dǎo)向進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的流程,簡(jiǎn)言之就是有的放矢。
在這過程中,需要進(jìn)行市場(chǎng)與消費(fèi)行為預(yù)測(cè),準(zhǔn)確性將會(huì)成為影響產(chǎn)品成敗的重要因素。
上世紀(jì)末汽車從研發(fā)到量產(chǎn)的平均時(shí)間在5-8年,G21項(xiàng)目特別之處在于前瞻幅度相比以往更大,是以10年為單位進(jìn)行預(yù)演。
由于時(shí)間跨度過大,此前尚可合理推演市場(chǎng)用戶需求的導(dǎo)向法也無法準(zhǔn)確實(shí)施。不止當(dāng)年,即便AI加持的今天,也無法準(zhǔn)確獲知10年后消費(fèi)者需求。
于是小木曾聰所在項(xiàng)目組決定通過技術(shù)提案的方式描繪產(chǎn)品形態(tài),換言之就是寄希望于開發(fā)出10年后仍不落伍的技術(shù),以此持續(xù)吸引購(gòu)車用戶。
報(bào)告及具體目標(biāo)經(jīng)與社長(zhǎng)與前社長(zhǎng)雙重審核,得到認(rèn)可;
第一界G21項(xiàng)目組解散。
日歷還未撕到平成6年,即1994年第一頁。
G21項(xiàng)目組便以新結(jié)構(gòu)重啟,工作內(nèi)容從“敲定21世紀(jì)賣座產(chǎn)品方向”變更為常駐項(xiàng)目,換言之開始進(jìn)入實(shí)際研發(fā)階段,總負(fù)責(zé)人是前面最開始提到的內(nèi)山田竹志。
這里插句題外話,包括豐田在內(nèi)的日系車企習(xí)慣于任命有長(zhǎng)期一線車輛開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的工程師作為項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人,亦或是公司高層。這與國(guó)內(nèi)車企任命營(yíng)銷、管理人才作為項(xiàng)目或高層有著明顯差異。
日系這種任命習(xí)慣下,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人由于更了解開發(fā)技術(shù)而更關(guān)注產(chǎn)品本身,從而忽視營(yíng)銷傳播,存在難以理解消費(fèi)者需求的重大風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)內(nèi)則更注重宏觀層面把控,可謂各有利弊。
日系車企的任命習(xí)慣下,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人往往身兼數(shù)職,上世紀(jì)80以及90年代大量車型更新?lián)Q代之際往往身兼數(shù)個(gè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人頭銜。
豐田亦有類似情況,筆者曾在豐田86測(cè)試中見到項(xiàng)目總工程師多田哲哉,他此后負(fù)責(zé)和寶馬合作開發(fā)代號(hào)A90的豐田Supra,但他再次在公眾場(chǎng)合露面時(shí)已像個(gè)老者。
讓我們?cè)俅位氐?993年末豐田的故事里;
沒有擔(dān)任總工程師經(jīng)驗(yàn)的內(nèi)山田竹志之所以入選,是高層篤定只有沒有任何經(jīng)驗(yàn)的人適合從頭組建的團(tuán)隊(duì),才能打造出顛覆以往且適應(yīng)21世紀(jì)的產(chǎn)品。
就這樣,1994年2月1日豐田研發(fā)基地3號(hào)技術(shù)樓6層鋪著蓬松紅地毯的舊會(huì)議室內(nèi),內(nèi)山田竹志領(lǐng)導(dǎo)的G21項(xiàng)目再次啟動(dòng)。項(xiàng)目進(jìn)程規(guī)定6個(gè)月內(nèi)完成所有項(xiàng)目具體指導(dǎo)大綱。
雖然人數(shù)仍舊只有十余人,但人員構(gòu)成涵蓋車身、底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)以及傳動(dòng)系統(tǒng),此外在立項(xiàng)階段絕少出現(xiàn)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)工程師也包含其中?梢哉f從起始階段便確立了使用先進(jìn)技術(shù)并量產(chǎn)的指導(dǎo)方針。
即便已經(jīng)過30年的時(shí)間,但會(huì)議資料仍屬會(huì)社機(jī)密,小木曾聰口述當(dāng)年會(huì)議討論的內(nèi)容是新車型具體憑借哪方面技術(shù)吸引消費(fèi)者。
絞盡腦汁,窮盡方向總結(jié)后,紙上出現(xiàn)了安全與能源兩個(gè)關(guān)鍵詞。
因此目標(biāo)集中在了能源上,彼時(shí)剛經(jīng)歷過的第三次石油危機(jī)以及借此在全球提升銷量的結(jié)果,算是讓全部日系車企嘗到甜頭,自然而然的也讓G21在場(chǎng)工程師們堅(jiān)定了提升燃效的方向。
有人提到美國(guó)加州正在推動(dòng)零排放法規(guī),經(jīng)過一系列討論,G21項(xiàng)目組決定正面解決問題,以此達(dá)成項(xiàng)目總目標(biāo)。
這與此前提交給高層審批報(bào)告中提到的“小型、寬敞、省油的汽車”概念再次重合。至此G21項(xiàng)目開發(fā)方向正式確定。
目標(biāo)有了,如何達(dá)標(biāo)成為第二個(gè)討論重點(diǎn)。
依據(jù)此前開發(fā)經(jīng)驗(yàn),尺寸越小油耗越低,因此項(xiàng)目組內(nèi)出現(xiàn)了兩種意見,即將產(chǎn)品做成單座或雙座車型,或車身尺寸不變,但提升燃油效率,這就涉及到未來動(dòng)力總成研發(fā)。
這里插句題外話,當(dāng)時(shí)不止豐田在提前為下個(gè)世代研發(fā)車型,就在G21項(xiàng)目組成立的同年,大洋彼岸的奔馳在法蘭克福車展拿出了名為Vision A 93的概念車。
不過如此小型化的產(chǎn)品,明顯難以滿足多人出行需求,也難以承載高級(jí)別定位產(chǎn)品,因此該方向被暫時(shí)擱置。
在這個(gè)節(jié)點(diǎn)上,G21工程團(tuán)隊(duì)有人提出了在一臺(tái)車中塞入汽油以及電動(dòng)兩種動(dòng)力的思路,但隨即被否定。技術(shù)難度過高是最現(xiàn)實(shí)的因素,彼時(shí)純電技術(shù)距離量產(chǎn)尚且渺茫,更別提融二者于一身的混動(dòng)。
另外一點(diǎn)是在宣傳角度,無論性能是否優(yōu)秀,如果短時(shí)間內(nèi)得不到普及,那也無濟(jì)于事。尤其是關(guān)于環(huán)境保護(hù)方面的話題,彼時(shí)尚且不如今日受重視。
當(dāng)然,從另外一個(gè)角度看宣傳是極有必要的。因此小木曾聰向上申請(qǐng)?jiān)诋a(chǎn)品量產(chǎn)前,擇機(jī)對(duì)外展示社內(nèi)前沿技術(shù),嘗試推廣節(jié)能概念。工程師出身的他性格沉穩(wěn),習(xí)慣留有一張手牌。盡管是未來項(xiàng)目,但盲目采用尖端技術(shù)會(huì)帶來極高成本,從而導(dǎo)致量產(chǎn)車型售價(jià)過高,銷量失敗。
若采用略保守,如已處于研發(fā)進(jìn)展中的技術(shù)進(jìn)行匹配,可以讓項(xiàng)目穩(wěn)妥且盡快落地。這是他10年一線開發(fā)工作的經(jīng)驗(yàn)之談。
給他底氣的是90年代初期,包括豐田在內(nèi)的車企已經(jīng)開始研發(fā)的最新汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給技術(shù)——燃油缸內(nèi)直噴。
盡管仍在開發(fā)測(cè)試階段,但相比傳統(tǒng)的歧管噴射,直噴燃燒已經(jīng)體現(xiàn)出效率更高的特點(diǎn),反映到使用層面就是更省油。多年后豐田將其量產(chǎn),就是大家熟悉的D-4。
時(shí)間回到1994年,G21項(xiàng)目組進(jìn)過測(cè)試認(rèn)為使用直噴技術(shù),并將發(fā)動(dòng)機(jī)排量限制在1.5L,再配合其他部件大幅優(yōu)化,理論上已經(jīng)存在達(dá)到項(xiàng)目初期設(shè)定的燃效提升50%目標(biāo)的可能性。
這樣通過1995年東京車展預(yù)熱,在民眾心中建立豐田可以做到更加節(jié)能的印象,之后再花費(fèi)4年時(shí)間打磨技術(shù),正好可按時(shí)于1999年底拿出滿足高層提出的燃費(fèi)目標(biāo)需求的新產(chǎn)品。
基于以上縝密的計(jì)劃,小木曾聰向項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人內(nèi)山田竹志報(bào)告進(jìn)展。但得到的并非是肯定的答復(fù),而是一封剛剛收到的指示。
與此同時(shí),他還得到一好一壞兩條消息。
僅靠搭載直噴技術(shù)的1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)已無法達(dá)到燃效提升一倍的目標(biāo),僅靠純電驅(qū)動(dòng)又沒有成功經(jīng)驗(yàn),剩下的唯一出路只有先前被否定,同樣不成熟的混合動(dòng)力。
此時(shí)距離概念產(chǎn)品亮相時(shí)間,即1995年東京車展,剩余11個(gè)月;
距項(xiàng)目規(guī)定量產(chǎn)車最遲上市時(shí)間,即1999年12月31日,剩余5年零1個(gè)月。
以行業(yè)普遍流程與速度推進(jìn),開發(fā)結(jié)束后仍需兩冬兩夏,即兩年的測(cè)試、驗(yàn)證時(shí)間,因此倒推留給整個(gè)項(xiàng)目組完成開發(fā)的時(shí)間僅剩3年。在那個(gè)計(jì)算機(jī)與軟件僅應(yīng)用在極少數(shù)開發(fā)工作的年代,從零打造一個(gè)普通車型已屬緊迫,
背負(fù)公司21世紀(jì)全部希望,且問題堆積如山的G21項(xiàng)目組已經(jīng)把秒掰開使用。
懷揣 “希望那些手上沒有汽油味兒的家伙能帶來點(diǎn)什么” 這樣想法的小木曾聰離開了內(nèi)山田竹志的辦公室。
先于“手上沒有汽油味兒的家伙”到來的是架構(gòu)調(diào)整,內(nèi)山田竹志與小木曾聰幾乎同一時(shí)間接到了社內(nèi)成立BRVF的通知,BR即Business reform商業(yè)改革;VF即Vehicle Fuel economy車輛燃油經(jīng)濟(jì)性。此前EV部門研發(fā)團(tuán)隊(duì)加入BRVF,連同其正在進(jìn)行的RAV4 EV研究成果一并帶入G21項(xiàng)目。
不好意思,題外話有些多,讓我們回到G21項(xiàng)目中。
EV團(tuán)隊(duì)工程師的到來明顯加快了整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度,雖然連成熟混動(dòng)系統(tǒng)的理論都沒有人能拿出,但好在有過EV研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的工程師帶來了當(dāng)時(shí)電機(jī)以及電池現(xiàn)狀的一手資料。
此前工程師設(shè)想更多依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)達(dá)成能耗目標(biāo)的思路被證明難以實(shí)現(xiàn)。因此,G21項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)只能使用排除法。
時(shí)間轉(zhuǎn)瞬即逝,6個(gè)月的時(shí)間里他們排除了串聯(lián)混動(dòng),即用發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電,產(chǎn)生的能量交給電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛,也就是增程的模式。淘汰原因是既無法滿足其他地區(qū)消費(fèi)者的使用需求,又不能發(fā)揮豐田積累多年的發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)優(yōu)勢(shì)。
排除各種方案后,開發(fā)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為并聯(lián),也就是發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)都可以驅(qū)動(dòng)車輛是個(gè)不錯(cuò)的選擇,決定性因素在于發(fā)動(dòng)機(jī)燃油效率方面有很大成長(zhǎng)空間,且考慮到日本在半導(dǎo)體以及電子電路領(lǐng)域積累的優(yōu)勢(shì),可以預(yù)計(jì)受此影響電機(jī)以及電子產(chǎn)品在未來同樣極具成長(zhǎng)潛力。
障礙就是受限于當(dāng)時(shí)的研發(fā)成果,電機(jī)重量尺寸巨大,且價(jià)格昂貴。工程師們抱著“如果有個(gè)理想的電機(jī)就好了”的想法發(fā)現(xiàn)距離1995年東京車展只剩下5個(gè)月了。
人被逼急了什么都能做出來,除了數(shù)學(xué)。
被時(shí)間逼到絕境的開發(fā)團(tuán)隊(duì)想到了解決辦法,既然一個(gè)電機(jī)完成所有職責(zé)困難,那么拆成兩個(gè),讓它們各司其職能否解決問題。
因此決定使用雙電機(jī)系統(tǒng),除了輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出外,驅(qū)動(dòng)電機(jī)還充當(dāng)發(fā)電機(jī),在減速時(shí)為電池充電。
另一臺(tái)電機(jī)利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力發(fā)電,并控制傳動(dòng)系統(tǒng), 同時(shí)也會(huì)承擔(dān)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的職責(zé)。
而將兩個(gè)電機(jī)連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的是一種使用行星齒輪的動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)。輸入軸和輸出軸可以布置在同一軸上,因此結(jié)構(gòu)十分緊湊。
時(shí)間如白駒過隙一般溜到了1995年10月27日。已與法國(guó)巴黎、德國(guó)法蘭克福、美國(guó)底特律、瑞士日內(nèi)瓦并列稱為世界5大車展的日本東京車展-Tokyo Motor Show(注:簡(jiǎn)稱TMS 2023年起改名為JAPAN MOBILITY SHOW)如期開幕。
以當(dāng)時(shí)的研發(fā)量產(chǎn)速度,1995年車展推出的概念產(chǎn)品是最有機(jī)會(huì)在20世紀(jì)末,或21世紀(jì)初登場(chǎng)量產(chǎn)落地。加之泡沫經(jīng)濟(jì)結(jié)束,狀態(tài)趨于穩(wěn)定,車企們?nèi)绾螒?yīng)對(duì)彼時(shí)日本國(guó)內(nèi)新消費(fèi)市場(chǎng)環(huán)境都成為看點(diǎn)。
因此,1995年這一屆東京車展口號(hào)被制定為“感じる夢(mèng)。感じるくるま”。(感覺夢(mèng)想 感覺車輛)
那些顏色艷麗,造型夸張的跑車如預(yù)想般吸引了參觀者的目光,絕少有人對(duì)豐田展臺(tái)上那臺(tái)明黃色的三廂小車以及一臺(tái)民給Toyota Hybrid Electric Bus concept的概念巴士感興趣。只有那些同樣穿著板正西服,左胸口附近別著其他車企logo的工程師會(huì)在跟前駐足。
是的,這臺(tái)檸檬黃的小家伙就是G21項(xiàng)目組的心血,展板上顯示它的名字是EMS,即 Energy Management System,中文直譯能量管理系統(tǒng)。大家熟知的Prius(2005年一汽豐田將第二代車型引入我國(guó)進(jìn)行國(guó)產(chǎn),并將其譯作普銳斯,為避免引起歧義,這里將全部海外生產(chǎn)車型仍稱為Prius,下文提到國(guó)產(chǎn)車型使用普銳斯)這個(gè)名字是車展前5個(gè)月確定的,但出于保密原因,此時(shí)還未公開。
在那個(gè)炙熱的夏天,這個(gè)身披檸檬黃外衣的小家伙獲得了正式的內(nèi)部開發(fā)代號(hào)-890T。
這里插一句,提到日系品牌發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)總會(huì)先想到本田,實(shí)際上整個(gè)90年代,豐田亦拿出眾多經(jīng)典技術(shù)以及機(jī)型,以EMS上這臺(tái)1AZ-FSE為例,90年代初期即搭載有直噴技術(shù),后續(xù)更是由于日本F3規(guī)則的變化,成為了從2013年到2019年日本F3方程式賽車發(fā)動(dòng)機(jī),由此不難看出該機(jī)型的擴(kuò)展能力、極限性能以及穩(wěn)定性。
說回到這臺(tái)概念車的設(shè)計(jì)工作,由豐田于1973年在美國(guó)成立的設(shè)計(jì)工作室CALTY(Calty Design Research Incorporated)完成。
動(dòng)力部分這臺(tái)展車用電容代替當(dāng)時(shí)尚不成熟的電池,預(yù)估百公里油耗3L,雖然從技術(shù)上講是混合動(dòng)力車型,但是小木曾聰認(rèn)為按照高層下達(dá)的概念與量產(chǎn)保持一致的死命令,因此不敢對(duì)外宣傳。只是保守的將其稱為EMS,即Energy Management System能量管理系統(tǒng),后續(xù)內(nèi)部溝通也認(rèn)為混合動(dòng)力的名字便于宣傳,因此最終延續(xù)到日后量產(chǎn)。
時(shí)間再次回到1995年東京車展;
展臺(tái)附近小木曾聰在接受問詢、回答問題的間隙,腦中設(shè)想著10年后,也就是2005-2010年后日本的汽車市場(chǎng)。節(jié)油效果如此明顯的普銳斯上市后,應(yīng)該會(huì)引起行業(yè)振動(dòng),
“日本市場(chǎng)或許將邁入混動(dòng)時(shí)代,甚至大洋彼岸的美國(guó)應(yīng)該也會(huì)受到波及吧”。
G21項(xiàng)目的研發(fā)雖然還面臨眾多坎坷,但高層無疑是信心滿滿,因此在車展進(jìn)行中,已經(jīng)授命項(xiàng)目組在研發(fā)之余推進(jìn)產(chǎn)品量產(chǎn)化工作。
一直以來,豐田都有技術(shù)“內(nèi)化”的傳統(tǒng),也就是并非全部部件都由供應(yīng)商提供,而是核心部件都由自己設(shè)計(jì)制造。
G21這樣決定公司下個(gè)時(shí)代走向的產(chǎn)品,其命門更是需要絕對(duì)掌握在自己手中。因此核心之一的逆變器交由自1989年開始一直生產(chǎn)車用計(jì)算機(jī)半導(dǎo)體的廣瀨工廠制造。
電池部分由于是完全不同的工業(yè)體系,因此交由此前與電動(dòng)車項(xiàng)目組有過交集的松下一同完成。
1995年的東京車展在11月8日準(zhǔn)時(shí)閉幕,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)并沒有時(shí)間松口氣,對(duì)他們來說真正的考驗(yàn)才剛開始。
回到研究所后等待他們的是真正準(zhǔn)備量產(chǎn)零部件的首次組裝,所有人碰到的第一個(gè)問題并非是系統(tǒng)表現(xiàn)無法達(dá)到預(yù)期,而是該怎么把這些東西塞進(jìn)一臺(tái)車。
問題接踵而至,單獨(dú)拿出來怎樣測(cè)試都沒問題的的外接計(jì)算機(jī)只要放入車內(nèi)便無法啟動(dòng),順利啟動(dòng)后操作系統(tǒng)故障報(bào)錯(cuò),更別提電機(jī)無法啟動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)不能工作這樣的致命問題了。
有的項(xiàng)目組工程師戲謔的說自己就像是在燒烤店工作,部件經(jīng)常因?yàn)檫^高的負(fù)載而升溫,金屬與橡膠部件會(huì)被炙烤出特殊的氣味,在這中間工作像極了燒烤店的伙計(jì),有人將這些部件戲稱為“燒烤板”。
這樣的日子持續(xù)了49天,開發(fā)團(tuán)隊(duì)終于讓原型機(jī)成功啟動(dòng),從東京車展結(jié)束推測(cè),此時(shí)撕下的已經(jīng)是1996年的日歷了。
當(dāng)然,情況在一點(diǎn)點(diǎn)變好。數(shù)字從5米變成了500米。
家中有子的工程師說它就像個(gè)正在學(xué)步的孩子,在經(jīng)歷從爬到快速爬的過程。
只是即便是驚人突破的500米也距離那個(gè)燃油效率翻倍的目標(biāo)遙遠(yuǎn),商業(yè)化更是渺茫。
驕陽在小木曾聰以及項(xiàng)目負(fù)責(zé)人內(nèi)山田竹志頭頂賣力的散發(fā)著熱量,無時(shí)無刻的提醒著他們8月到了。但沒有人焦躁,相反心中是平靜的,因?yàn)樗麄円呀?jīng)接到了上面下達(dá)的新消息。
彼時(shí)剛剛上任的奧田碩決定“原定世紀(jì)末發(fā)售的Prius需要大幅提前”,時(shí)間點(diǎn)定在1997年……
奧田碩對(duì)負(fù)責(zé)人們這樣講到:
“開發(fā)進(jìn)度需要趕上定于1997年底發(fā)布的《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》(UNFCCC)第三次締約方會(huì)議(COP3),乘著全球性的環(huán)保公約簽訂發(fā)布節(jié)油排放水平最好的新車無疑是最好的宣傳手段”。
這意味著G21項(xiàng)目組要在不到490天的時(shí)間里,讓這臺(tái)現(xiàn)在只能行駛500米的原型車投入到量產(chǎn),并且達(dá)成燃效設(shè)定指標(biāo)。
小木曾聰以及內(nèi)山田竹志并沒有感到意外,事實(shí)上東京車展上他們就已發(fā)現(xiàn)端倪,G21項(xiàng)目截止目標(biāo)必將提前,而且想要成功必須大幅提前!
他們推測(cè)的依據(jù)就來自“老冤家”本田在剛過去的1995年東京車展展臺(tái)。除了受一般消費(fèi)者矚目的,那臺(tái)散發(fā)著運(yùn)動(dòng)性的概念車外,展臺(tái)上另外一臺(tái)黃色的概念車才是讓G21工程師感到如臨大敵的存在。因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)“那也是一臺(tái)背負(fù)混動(dòng)技術(shù)標(biāo)簽的概念車。
熟知對(duì)手性格的工程師自然知道,本田不會(huì)平白無故的在本土最重要的東京車展上拿來個(gè)無用的東西。一定要趕在那些“身穿白色工作服”的家伙之前,把混動(dòng)技術(shù)量產(chǎn)。這個(gè)想法此時(shí)就已種在小木曾聰和內(nèi)山田竹志的心里。
“每家汽車制造商都努力實(shí)現(xiàn)電氣化。混合動(dòng)力概念車經(jīng)常在車展上展出,所以我知道他們?cè)谶M(jìn)行研究和開發(fā)。雖沒有信息表明他們正在制造一款成熟的大眾市場(chǎng)汽車,但他們可能在秘密進(jìn)行。
在汽車史上,即使你認(rèn)為自己已接近極限,但在最輕微的時(shí)刻輸給對(duì)手也是很常見的。我以為既然我在想這種事情,他人也一定會(huì)感受到這點(diǎn)。假使我一開始以1999年最后一分鐘發(fā)售為目標(biāo),就一定會(huì)輸給別人。對(duì)車而言,發(fā)售時(shí)機(jī)與環(huán)境至關(guān)重要,沒有人想排在第二位”
------小木曾聰
心中存在必須超越的對(duì)手是獲勝的基礎(chǔ),但并非是決定性因素;
換言之開發(fā)工作碰到的障礙并不會(huì)因此憑空消失。
挑戰(zhàn)不僅限于電池。在逆變器單元的中心使用稱為絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的半導(dǎo)體模塊。適用于高速切換和控制大電流,但運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生高熱量很麻煩。
為了承受工作時(shí)會(huì)散發(fā)大量熱源的發(fā)動(dòng)機(jī),所有“脆弱”的電子電器零部件均需經(jīng)過高溫測(cè)試。在臺(tái)架測(cè)試中核心部件崩潰了很多次。為了將其投入實(shí)際使用,必須解決提高開關(guān)速度的同時(shí)抗擊穿能力的難題。
隨著開發(fā)的進(jìn)行,工程師發(fā)現(xiàn)了更要命的問題,即便牟足全力的情況下,眾多零部件得到了突飛猛進(jìn)的提升,但整合到一起仍舊距離開發(fā)之初設(shè)立的燃油經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)。
事實(shí)上,它比普通的卡羅拉更費(fèi)油。核心就在于添加的各種輔助設(shè)備大幅提升了重量,由此需要匹配的冷卻系統(tǒng)也會(huì)額外消耗大量電力。最終整車重量相比同級(jí)別燃油車重了三倍,這對(duì)燃油效率產(chǎn)生了負(fù)面影響。
對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)而言,只要給予充足的時(shí)間、經(jīng)費(fèi)、人力,幾乎不存在無法功課的難題,但這恰恰是G21項(xiàng)目最缺乏的,尤其是時(shí)間。
上世紀(jì)末汽車開發(fā)與量產(chǎn)環(huán)節(jié)相對(duì)獨(dú)立,開發(fā)過程中量產(chǎn)部門幾乎不參與項(xiàng)目,項(xiàng)目前中期,工程量產(chǎn)化部門對(duì)量產(chǎn)可行性進(jìn)行分析,并以此提出修整意見,只在項(xiàng)目后期,現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)部門才會(huì)第一次見到產(chǎn)品工程圖紙,繼而對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)整。若現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備難以完成生產(chǎn),則需再次反饋調(diào)整圖紙亦或修整設(shè)備。被時(shí)間緊逼的G21項(xiàng)目只得在開發(fā)中期就讓現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)部門進(jìn)入項(xiàng)目,由此減少更改圖紙的時(shí)間。
和媒體一樣吃驚的還有小木曾聰,報(bào)紙上的消息意味著G21項(xiàng)目的截止時(shí)間再次大幅提前,而且已對(duì)外公布消息意味著項(xiàng)目無法延期。
4個(gè)月后的1997年7月,豐田在東京濱海副中心舉辦活動(dòng),社長(zhǎng)奧田碩再次當(dāng)眾表示“豐田將以保護(hù)地球環(huán)境作為最重要的方向,并將全力以赴”,同時(shí)在這場(chǎng)活動(dòng)上首次提供了可供實(shí)際體驗(yàn)THS技術(shù)的產(chǎn)品,不過并非是量產(chǎn)狀態(tài)的Prius,而是一臺(tái)經(jīng)過一定改裝的Corona。
另一方面,開發(fā)工作也在穩(wěn)步進(jìn)行,8月測(cè)試工作基本結(jié)束,9月開始在高岡專用工廠生產(chǎn)線上進(jìn)行試生產(chǎn),工程團(tuán)隊(duì)全部進(jìn)駐以應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)變更需求,確保量產(chǎn)順利進(jìn)行。得益于開發(fā)過程中現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)的介入,試生產(chǎn)過程幾乎未改動(dòng)項(xiàng)目圖紙。
10月14日,東京六本木一家酒店內(nèi),豐田邀請(qǐng)幾乎全部汽車媒體,量產(chǎn)版Prius首次亮相!在10-15模式下,燃油經(jīng)濟(jì)性為28公里/升。它成功地兌現(xiàn)了“兩倍于同類汽油動(dòng)力汽車”的承諾,且公布車價(jià)為215萬日元,遠(yuǎn)低于外界與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手預(yù)估。
在奧田碩公布完預(yù)期售價(jià)后,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人內(nèi)山田竹志進(jìn)行了詳細(xì)的車輛技術(shù)講解,講解結(jié)束后內(nèi)山田負(fù)責(zé)駕駛車輛,后面坐著社長(zhǎng)以及副社長(zhǎng),這是此前豐田新產(chǎn)品中發(fā)布會(huì)中從未有過的畫面,在場(chǎng)日媒敏銳的捕捉到了這一細(xì)節(jié),再次認(rèn)識(shí)到新技術(shù)的重要性。
在日本カー?オブ?ザ?イヤー(にほんカー?オブ?ザ?イヤー、即Car of the Year Japan (COTY)日本年度車評(píng)選中,它以領(lǐng)先第二名200票的巨大優(yōu)勢(shì)當(dāng)選冠軍。
巨大的技術(shù)革新不止引發(fā)了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的關(guān)注,媒體以及消費(fèi)者也對(duì)這臺(tái)豐田口中代表21世紀(jì)汽車發(fā)展趨勢(shì)的小家伙抱有極高的興趣。
1997年12月,歷時(shí)4年開發(fā)的Prius正式交付。
回到初代普銳斯發(fā)布后的日子;
豐田內(nèi)部銷量預(yù)估1000臺(tái)/月,但訂單數(shù)量遠(yuǎn)超預(yù)期,很快產(chǎn)能即被提升到1500臺(tái)/月。日本市場(chǎng)的成功并沒有讓G21項(xiàng)目組的成員放松,相反他們對(duì)時(shí)間的使用依舊需要以秒計(jì)算,原因在于本土市場(chǎng)超乎預(yù)期的反饋很快讓高層改變銷售計(jì)劃,進(jìn)軍歐美市場(chǎng)時(shí)間提前到3年后的2000年。
工程團(tuán)隊(duì)的任務(wù)是解決地區(qū)差異帶來的性能需求差別。相比日本更多的城區(qū)狀態(tài),歐洲多國(guó)的高速工況占比更多,對(duì)系統(tǒng)加速水平,極速能力要求極高。美國(guó)的自然環(huán)境意味著夏季需經(jīng)常面對(duì)50攝氏度甚至更高的氣溫,這對(duì)冷卻系統(tǒng)提出了不小的挑戰(zhàn)。如何針對(duì)各地市場(chǎng)進(jìn)行細(xì)部調(diào)整都是開發(fā)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)奮戰(zhàn)的目標(biāo)。
與此同時(shí),美國(guó)人也沒閑著。
今天翻回頭看上世紀(jì)末這段故事,這些車型的結(jié)局不免令人唏噓,最早研發(fā),技術(shù)跨度且最大的通用EV1在Prius銷量風(fēng)生水起后步入墳?zāi),再次用事?shí)證明了過于超前的技術(shù)并不會(huì)帶來碾壓式的銷量勝利,缺乏配套設(shè)施以及高昂的價(jià)格會(huì)練手葬送技術(shù)邁進(jìn)的成果。
事實(shí)上不止是通用,進(jìn)入千禧年后美系車企在一連串的變動(dòng)下難現(xiàn)往日榮光,曾經(jīng)信心滿滿的計(jì)劃大多以失敗告終,尤其是純電動(dòng)領(lǐng)域的努力,在接近20年后才被一個(gè)民間車企證明路線正確,沒錯(cuò)這家新勢(shì)力叫做特斯拉。
故事回到我們這次的主角Prius身上,曾經(jīng)1000臺(tái)/月的銷售目標(biāo)在首個(gè)月就收到了3500個(gè)訂單目標(biāo)。雖然最終215萬日元的售價(jià)低于預(yù)期,但與同級(jí)別對(duì)手相比仍舊相當(dāng)昂貴,不過訂單數(shù)的激增仍舊讓豐田看到了混動(dòng)技術(shù)的無限可能性。
實(shí)事求是的說,初代Prius的整體銷量是無法與今天中國(guó)品牌抗衡,即便是最賣座的狀態(tài)年銷量最高不超過2萬輛,車型末期更是跌破1萬輛,當(dāng)然這與技術(shù)普及階段,售價(jià)仍舊相對(duì)高昂,人群需要時(shí)間接受有直接關(guān)系。
今天大家腦中“世界上只有兩種混動(dòng),即豐田和其他”這種狀態(tài)是由車系第二代、三代奠定的。即便如此,初代車型的銷售業(yè)績(jī)足以為混合動(dòng)力乘用車的歷史奠定基礎(chǔ)。當(dāng)然,這是后話。
盡管第一代Prius已經(jīng)遠(yuǎn)超銷量目標(biāo),甚至成為一個(gè)熱門話題,但豐田內(nèi)部對(duì)Prius的態(tài)度相當(dāng)謹(jǐn)慎,以至于對(duì)是否研發(fā)第二代車型還出現(xiàn)過爭(zhēng)議。
以彼時(shí)的角度觀察市場(chǎng)反饋以及銷量進(jìn)行估算,混動(dòng)車型仍舊是個(gè)小眾市場(chǎng),解決第一代車型技術(shù)短板,優(yōu)化使用感受,進(jìn)一步降低成本都需要繼續(xù)投入巨大的人力、物力、財(cái)力。最終堅(jiān)定領(lǐng)導(dǎo)層意見的是用戶層的反饋聲音,尤其是日美兩國(guó)高知分子的肯定。
2011年后,豐田在售車型有一半都搭載混合動(dòng)力技術(shù)
2015年7月,豐田混動(dòng)車型全球銷量達(dá)到800萬臺(tái)
豐田的混動(dòng)故事仍在繼續(xù),混合動(dòng)力技術(shù)的故事也才剛剛開始。
你問開發(fā)工程師的結(jié)局?
G21項(xiàng)目的創(chuàng)立者豐田英二在項(xiàng)目開始后的第二年即1994年平成6年辭去會(huì)長(zhǎng)一職,這位在任時(shí)對(duì)成本錙銖必較的領(lǐng)軍人物熱愛解決數(shù)獨(dú)謎題,被護(hù)士形容為藹可親。晚年因髖關(guān)節(jié)住院需要使用輪椅,最后幾年都在日本豐田市豐田紀(jì)念醫(yī)院接受治療,只因這里距離豐田公司總部較近。2013年9月去世,享年100歲。
G21項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人內(nèi)山田竹志在Puris上市后一路升遷,成為開發(fā)中心副主任,主任,公司董事,董事長(zhǎng)。
寫在后面的話;
盡管今天豐田在混動(dòng)領(lǐng)域中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在被中國(guó)品牌快速縮短,但其歷史地位有目共睹,在這一期的故事中我們回顧了第一代技術(shù)誕生的過程,其中部分細(xì)節(jié)隨著時(shí)間久遠(yuǎn),以及相關(guān)資料匱乏而逐漸變得模糊。
另一方面,相信眼尖的朋友已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了,在開發(fā)中后期豐田工程團(tuán)隊(duì)似乎是突然攻克了技術(shù)難關(guān),取得了關(guān)鍵進(jìn)展,進(jìn)而順利量產(chǎn)。他們是怎樣取得技術(shù)突破的,這里有哪些隱情?專利糾紛是怎么回事兒?后續(xù)幾代技術(shù)如何進(jìn)一步優(yōu)化?敬請(qǐng)期待下一期的混動(dòng)故事:豐田篇(下)。(文/圖 汽車之家 唐朝)
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