为什么比亚迪汽车油电混合受欢迎?,

打破日本垄断,让丰田混动专利围堵失效,比亚迪混动技术有多牛?

#头条创作挑战赛#

比亚迪以及中国新能源汽车的崛起,其实是要感谢丰田这个对手。

在3月份的时候,比亚迪旗下的新能源车卖了20多万辆,远超其他车企。其中有103419台车都是混动车型,可以说混动车型扛起比亚迪的半壁江山。

但是很多人不知道的是,在十多年之前,混动市场根本没比亚迪啥事。

当时只要提到混动,那么大家首选的就是日本丰田,甚至还流传出一句名言:混动汽车分为两种,一种是丰田,还有一种是其他汽车。

这是因为丰田的混动技术全球领先,而且他们申请了大量的专利群,通过设置了层层专利卡住了其他车企的小脖子。

丰田的员工曾非常自豪地表示:丰田的混动技术要么模仿不来,就算你开发出了类似的技术,那也得向我交专利费。

这就是丰田混动的地位,而仅次于丰田就是本田等日系车,中国乃至德系或者是美系车企都得看他们脸色,欧美很多车企选择绕开他们的专利,寻找突破口,但是效果都很差。

那时候丰田的混动就是神话一般的存在。

结果十年过去了,日系车的混动神话早已经衰败,以比亚迪为首的中国车企开启了轰轰烈烈的直道超车争夺战。

为了阻止中国混动汽车的崛起,日系主动开放混动专利,选择与中国汽车厂商合作,但是依旧无法阻止中国车企自研混动的决心。

2022年时,比亚迪混动车型在中国的销量达到了94.6万辆,成为中国市场当之无愧的混动王者。

在它的身后,还有中国长安、广汽、一汽等车企也在混动汽车上发力,反观丰田和本田两家在华销量总和都比不上比亚迪一家。

中国汽车在混动车上成功完成超越,让很多人感到不可思议。

那么,丰田混动专利到底有多强?为何能卡住欧美那么久?他们都主动放开专利了,为啥我们还要自研混动技术呢?既然他们的混动专利这么多,比亚迪们又是如何完成突破和超越的?

大家好呀,我是熊猫,今天咱们就来说说混动技术的大混战!

比亚迪突破丰田混动专利封锁十分不容易,几乎是二十年如一日,才依靠天时地利人和完成超越。

有些人可能会觉得太夸张,那是因为你压根不知道丰田在混动专利上的地位,从1990年代开始,它就是当之无愧的霸主。

这句话一点也不夸张。

1997年时,丰田就推出了世界上第一款大规模量产的混合动力汽车:普锐斯。同年,他们又在欧美等地区申请了一项叫“行星齿轮”的专利,而这两样东西成为丰田称霸混动汽车市场的最重要凭仗。

普锐斯在二十年的时间里卖出了500多万辆,是混动汽车里的奇迹,其他的车型连接近的都没有,更别说超越了。

在21世纪初期,丰田垄断了全球80%的混动市场。

丰田为何这么牛?其中最关键的就是他垄断了行星齿轮结构,它一度被称为混动技术最佳的齿轮组合。

围绕这项技术,丰田搭建THS系统,并且为数千个发明疯狂的注册了超过23740项专利技术, 包括中美欧日韩等19个国家。

他们在申请专利的时候非常的鸡贼,申请的是专利群,而不是单独的技术。

专利群的意思是一项核心专利搭配几项辅助专利,甚至将一项大型的技术,拆分成多个进行申请,这样就形成一个庞大的专利壁垒。

一般来说专利的有效期是20年,这是为了为了保护发明者的利益,又不至于让他们利用垄断来阻止后来者发展,但是丰田通过专利群交叉覆盖,错开专利申请时间,将专利有效期延缓数十年,严重阻碍了别人在混动技术上前进的道路。

举个个经典的例子:丰田在欧美申请的行星齿轮技术是在1997年,正常情况下,这项专利应该在2017年到期,然后其他车企就可以在欧美使用这项技术。

然而在专利到期后,他们才发现根本不是这么回事,因为这项专利的背后还需要诸多的辅助技术,而这些技术也都掌握在丰田手里,并且时间间隔都很大,想要等到它们都过期几乎很难,这样一来,后来者想要绕过专利壁垒,使用行星齿轮结构就成了不可能的事。

在中国也是如此。从2003年开始,丰田就在国内申请混动技术的专利,十年时间总计申请了335件发明专利,这些专利层层套环,用丰田自己员工的话说就是:包罗万象,根本不怕过期。

曾经有分析公司(Innography)对混动进行技术分析:丰田的混动专利技术的影响力指数为100,达到满分级别,这意味着其他公司很难绕开他们的专利。

因此,中国的车企们在发展相关技术时,必须非常小心,尽量不要触碰他们的专利,不然就得误入他们的专利陷阱。欧美车企也是如此,他们等了20年却依旧无法使用,只能失望而归。

本来申请专利甚至设置专利壁垒也没啥,我也是支持的,毕竟规矩在这边,你能力强就活该多挣一点钱。

但是丰田的野心可不止于此,他们不仅想要挣钱,还想要垄断全球的混动市场,所以他们压根就不对外出售这项技术。

比如大众就曾向丰田购买混合动力技术的授权,但是被坚决的拒绝了,当时大众提出20亿日元授权费时,丰田的一位管理层直接嘲讽他们说:“大众根本不理解丰田混动技术有多值钱”。

潜台词就是你买不起,或者出的价格根本不够!!

大众好歹也是世界前二的车,如果连它都买不起,那么还有哪个车企能买得起呢?答案当然是没有。

于是其他车企就干脆就放弃行星齿轮混动技术,选择其他路线进行突破,可这些换道超车并没有改变丰田混动技术一家独大的事实。

丰田行星齿轮,被称为最适合混动汽车的的齿轮组合,不是没有原因的。

混动技术原理并不复在,简单点说就是油车和电车的结合,在油耗高的情况用电来驱动,在油耗低的情况下继续使用发动机,在电池没电的时候,还要利用发动机给电池充电,因此需要不断在发动机和电机之间切换。

而行星齿轮的结构比较简单,主要由多个齿轮组成,其中最中间的是大齿轮,然后旁边是围绕在一起的几个小齿轮,以及将它们固定在里面的齿圈。

因为结构像行星围绕着太阳转动,所以被命名为“行星齿轮”,而且这套齿轮还能非常好的分配发动机以及电机的动力。

在高速时,油耗比较低,因此直接采用发动机进行驱动;在低速时,发动机的油耗变高一点,有一部分多余的动力就可以用来充电,而在拥堵、道路崎岖等的路段,汽车需要走走停停,发动机的油耗变得非常高,此时就可以用充好的电池来驱动电机代替发动机驱动。

通过不同的动力分配,就可以做到极致的省油,行星齿轮的机械运动就是分配动力的关键。

丰田第一代普锐斯依靠这项技术将油耗做到3.57L/100km,只有其他同类车型的一半左右,并且还在2007年时,被美国环境署认定为全美最省燃料汽车车型,多次夺得美国《消费者报告》年度最可靠车型的前三名。是混动领域当之无愧的一代神车。

当然了,其他车企也一直在寻找比行星齿轮更适合混动的方式,因此诞生了多级行星齿轮、涡轮增压、增程式等等技术,但是没有一个能超越丰田。

比如当时美国政府与通用、福特和克莱斯勒等美国汽车巨头联合成立一个叫“新一代汽车合作伙伴”的计划,目的是开发出效果高三倍的下一代汽车,其中通用在研究几十种混动后,发现还是行星齿轮的结构更加有优势。

但是由于丰田专利在先,因此通用采用了多个行星齿轮组合的方式规避丰田专利。

大家都知道结构越简单,那么产品就越稳定可靠,因此多级行星齿轮方案的油耗和稳定性依然比不过丰田单行星齿轮。

最后这项技术只能用在巴士、皮卡等大动力车型上,至于其他欧美车企也是如此,可靠的没有丰田油耗低,油耗低的又没有他们可靠,再加上日本领先的发动机技术,在以节省油耗为主的混动车型上,基本上没有一个能和它们对打的。

因此市场上就有了“混动技术只有两种,一种是丰田,还有一种是其他家”的言论。

说实话,即使到了此时此刻,丰田还是值得很多企业仰望的,但是它们也飘了。

日本不但要垄断专利,还要垄断国际标准。

当时日本政府向国际标准组织提交了申报,希望将日本混动技术标准变为国际标准,这一举动震惊了其他国家。

因为一旦国际标准通过,那么意味着丰田等日系车不单能垄断混动技术,甚至还将垄断整个混动产业链,其他车企想要研发类似的技术,都得向他们交付高额的专利费用。

这已经不是让别人走自己的路,这是要让别人无路可走啊。

其他国家怎么可能答应?于是比亚迪、大众、通用、宝马等等中外车企都憋着一股劲,要么拼命要绕开他们的技术,要么就要挑战丰田在混动领域的地位,而其中一家神奇的中国企业做到了,它不仅具备绕开丰田混动技术的实力,还在丰田最擅长的混动动力分配上直道硬超。

它们研发的晓云插混专用发动机,热效率达到43.04%,打破丰田发动机保持的41%热效率;它们研发的插混专用刀片电池电量更高,安全性更好,充电速度更快,完胜丰田。它研发的EHS电混系统,兼顾串并联,亏电状态下百公里油耗只有3.8L。

这家企业就是比亚迪

那么欧美车企都没做到的事情,比亚迪到底是如何实现突破的呢?为何能研发出这么牛P的技术?答案就是正面硬刚。

这个故事确实很好,但是咱们得慢慢聊。

2003年,比亚迪收购秦川汽车,正式进军汽车行业。

王传福在一开始给比亚迪的定位就是做电动车,他曾公开表示:“我非常看好电动车的未来比亚迪所掌握的电池技术,一定会在十几年后独霸江湖。”

如今他已经实现了一半的诺言,而第一个血祭的就是混动技术。

混动汽车作为电动车的过渡路线,自然也受到了比亚迪的关注,因此在刚刚成立当年,比亚迪就开始布局混动技术了。

不过当时的丰田已经在国内大量申请混动专利,比亚迪面临和其他车企一样被技术封锁的难题。

所以比亚迪也在思考如何差异化发展。

丰田的油混技术是以油为主,以电为辅的路线,大部分情况下都是发动机在驱动车辆,电机只有在极端情况下才会代替发动机,起到省油的作用,而比亚迪在这种模式下显然做不到丰田那样。

于是他们抛弃了传统路线,进行了创新,选择自己最擅长的以电为主油为辅技术路线,其中发动机并不直接驱动车辆,而是由电机驱动车辆,然后发动机和电池作为电机的动力,起到辅助的作用。

比如汽车在纯电模式下,发动机关闭,只有电池和电机在起作用;当要长途行驶时,电池不足以支持里程数时,发动机就可以为电池持续发电,此时它就相当于一台备用的电池,可以增加汽车的行驶里程数,这种模式就是增程模式。

其次汽车需要更大动力时,汽车就会进入混动模式:发动机和电池各自带动一套带电机驱动车辆,起到动力增强的作用,这种模式就是混动模式

而且为了让油耗进一步降低,比亚迪还给电池引入插电的功能,可以让发动机使用的频率更少,间接起到省油的作用。

这套模式被就是比亚迪命名为DM插电混动系统。

2008年时,比亚迪发布了全球首款量产插电混动车型:比亚迪F3DM,理论上可以做到2.7L/100km的超低油耗,比丰田混动模式还要低。

然而这款车在销售过程中很快就遭遇滑铁卢,年销量不到一千辆,很快就被迫停产了。

倒并不是说这种模式不好,甚至有点超前了,因为在最新一代的DM- i中也用了类似的结构,但是此时的电机和电池容量不行,根本无法发挥这套模式的作用。

比如电机的功率发挥到最大时,汽车百公里加速也超过了10s,动力实在弱鸡。

其次这套模式依然是油电混用的思路,发动机的作用依然不小,不管是续航还是动力加强都需要频繁用到它,那么就需要在发动机和电机之间频繁切换。

我们上面就说过了,丰田行星齿轮就是发动机和电机的调配技术了,而比亚迪只能只能选择利用离合器、变速箱来调控两个动力,这就导致汽车的卡顿、振动和噪声等问题。

任正非说过:技术超前半步是先进,领先三步就是先烈。

比亚迪F3DM就是如此,零部件配不上系统,再加上普通车型2倍高的售价,它不停产谁停产呢?因此F3DM的尝试失败也在情理之中。

此后比亚迪痛定思痛,开始认真分析原因,最终他们认为抛弃丰田以油为主,改用以电为主的路线本身是没有错的,只需要针对性解决动力弱和顺畅问题就可以了。

这个决定是混动技术的里程碑事件,深刻影响了全球汽车混动路线,为未来超越奠定了基础。

2013年,比亚迪发布的「第二代DM混动系统」,换了一个思路,完全抛弃油混的思想。

丰田的油混路线有两大核心,一个是优秀的发动机,可以省油,还有一个是行星齿轮,也可以省油,这两者都被丰田做到了极致,因此可以比其他车企还要省油。

那么我为啥要去跟在你屁股后面想着怎么省油的,直接不用油不是更省油吗?

于是他们再次削弱发动机的作用,直接用2台电机驱动车辆,动力不够我就用2台电机同时驱动四轮,将原本的两轮驱动变成四轮驱动,动力问题不就解决了吗?

而发动机就留着备用,当电池完全没电等极端情况下,再让发动机给电池充电,让电池带着车子跑,这样就不用频繁切换发动机和电机,振动和噪声等问题不就也解决了吗?

不得不说这个思路非常巧妙,不仅完全抛弃丰田以发动机为主的思路,而且连丰田的行星齿轮思路也抛弃了,彻底改变了油混的路线。

2014年,比亚迪将这套系统用在秦DM上,它的综合动力输出达到217kW,接近丰田普锐斯的两倍,百公里加速更是达到了5.9s,表现相当亮眼,而且在有电池的情况下,可以做到完全不耗油,非常适合在短途行驶,同时也适合看中车子动力性能的车主。

果然,秦DM的年销量很快就超过6万辆,比第一代F3DM涨了60倍,让整个混动路线感到惊讶,甚至连丰田也开始感到了不安。

2015年丰田部分专利失效,欧美很多车企可以使用一定的油混技术,而中国又有新的路线出现,让他们感到了深深的不安,认为垄断混动产业的战略基本很难再达成了。

他们被迫调整战略,向全球车企开放混动技术,并且降低了专利授权费,然而让他们尴尬的竟然没有车企愿意与丰田合作。

欧美车企是因为部分专利失效,有了突围的希望,而国内车企看到了弯道超车的路线,因此更加不愿意被陪丰田卡脖子,甚至有位重量级人物公开表示:丰田为中国车企设置了若干个专利先进,我们千万不要去碰。

在这种情况下,中外车企默契的忽略了丰田,选择继续硬刚,而比亚迪的神话却还在继续。

虽然比亚迪的第二代DM系统思路是对的,但是并不是没有缺点,当电池没电时,发动机就是油老虎了,长距离行驶的经济效应就变低了,也就是说,比亚迪是在牺牲了经济的情况下,提高了性能。

其次电机的效率的问题还是没解决,因为结构问题,高速时,效率低,低速时,无法反馈充电,也是降低。

因此,比亚迪补全短板,不断更新发动机和大功率电机,而且巧妙的给发动机安装了一台电机,这台电机可以帮助发动机提前进入更高更快的转速,不仅在一定程度上弥补第二代DM系统发动机的缺点,让动力变得更加强劲,百公里加速提高到4.3秒。

这就是比亚迪第三代DM系统,它被用在了比亚迪唐DM上。

2020年,比亚迪在第三代DM系统再次升级,而这次更加出人意料,一次性发布了两个版本一个是DM-p系统,另外一个就是彻底颠覆丰田混动技术的DM-i系统。

DM-p系统很好理解,p代表的是动力(powerful),就是在第三代DM系统上继续优化,主打性能路线,

而DM-i系统就令所有人震惊了,它不是在第三代DM系统的基础上演化的,反而是第一代的基础上进化而来的。

这也意味着比亚迪选择了在油混技术上正面硬刚丰田,然而这次比亚迪惊艳了所有人,因为它在发动机、电池、电机、电控上都实现了超越。

也就是说上面说的效率比丰田还高的晓云发动机,电池容量更大的的插电专用电池、效率高达97.5%的电机,这三者都很牛超过了丰田的混动技术,而电控则更是核心中的核心。

丰田混动最难超越的就是行星齿轮,它依靠机械机械结构来进行动力分配,已经做到了极致,但是在机械做到了极致不代表它就是无解的,比如机械结构在不同路况时,能够完美调解动力分配的结构有限,那么动力经过齿轮组时都会发生一定的损耗。

而电控系统由计算机精确计算,可以实现数十种复杂工况下的动力分配,让汽车适应更多的路况,动力分配自然就更加精准。

比亚迪围绕电控研发了EHS电混系统,它可以实现纯电、串联、并联、直驱等多种驱动模式,效率达到98.5%的超高级别,从而完成了对丰田THS系统的正面超越。

在实际应用中,搭载DM-i系统的秦plus DM-i,油耗仅为0.7L/100km,即便是亏电油耗,也仅为3.8L/100km,而且在行驶质感上更是非常安静平顺,驾驶质感堪比纯电汽车。

在DM-p和DM-i系统的帮助下,比亚迪混动车在2022年卖出去了90多万辆。

因此比亚迪DM-i系统被称为是比亚迪自研技术的集大成者,这句夸奖一点也不过分,从2003年开始到现在已经二十年了。

二十年磨一剑,只为今日称霸江湖,的确是一个非常热血的故事。

而丰田呢?说实话是真的惨。

2019年时,丰田就被迫免费开放了2.3万项混动专利技术,当时它还不死心,希望通过开放专利拉回一些车企支持,然而中国车企根本不鸟它。

因为这次开放专利,他们还是设置了陷阱,仅仅免费开放到2030年,那么等到时间到期,产业链培养起来了,丰田是不是再次拿出专利大棒了?以他们尿性,这都不是大概率而是一定会做的。

这可不是我瞎说,日本媒体自己说的,可能是日本不愿意承认丰田失败是因为中国车企太强,所以日本的一家经济网站专门出了一篇文章为丰田洗白。

这文章标题就明明白白写着:《丰田无偿开放混动专利背后的深谋远虑》,里面的内容更是把丰田内心的小九九写的是明明白白。

然而有用吗?并没有!

既然丰田不死心,那么我们就帮他们下定决心。

后来在新能源补贴时,中国将丰田油混路线排除在外,彻底断绝它想走捷径,与其他车企的合作道路。

当然我们也不可能是针对丰田,虽然丰田对我们关闭了技术的大门,但是中国的市场大门,永远会对它打开着,只是这个怎么开由我们说了算。

毕竟油混技术还是耗油,怎么可能是新能源技术呢?

但是这还没完,丰田还在抗争,2020年,它们又将整套的混动技术提供给中国某厂,据知情人士透露,这是为了拉拢中国车厂寻求补贴。

是不是真的我就不知道了,但是这件事丰田肯定没有得逞。

因为在这会后,丰田也学着比亚迪走插电混动的路线了,连续推出了RAV4 插电版、汉兰达插电版等等车型。

不得不说这是一种极大的讽刺,丰田从技术封锁、到高价开放混动技术、再到免费开放技术、最后到学习别人的混动技术,他们的自私摧毁了自己,也极大成全了比亚迪以及中国其他厂商。

因此我才说比亚迪应该好好感谢丰田,没有他们的封锁,就没有今天的比亚迪,最后建议在评论区把感谢送给丰田。

好了,我是熊猫,如果觉得本期视频做的不错的话,希望能得到你的点赞关注鼓励一下,感谢感谢,我们下期见!

2023-10-31

2023-10-31