丰田被美国人“忽悠”，THS混动意外走红

这篇是《混动100年中两度落败，为何现在痛击燃油车？（二）》，另拟一题，为一目了然。

先说几句题外话。我们今天讨论混动技术，谁家优谁家劣，实际上涉及到三个逻辑：技术逻辑、实用逻辑和商品逻辑。观察混动技术100多年的进化之路，这三个逻辑会渐渐清晰起来，哪种混动更先进，自会了然于胸。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

全球范围来看，丰田依然把持着混动车型销量老大地位，近半年卖出了180多万辆混动车；而自1997年普锐斯（参数丨图片）上市以来，丰田的混动车已经卖了2000多万辆。

▲现在售出的丰田车中约有35%是混动

鲜为人知的是，丰田30年前投入巨大精力研发混动技术，在很大程度上是被美国人“忽悠”了；而虚晃一枪的美国汽车公司也没有料到，日本人居然真的把混动车大规模量产，并一举成就了在混动领域的霸主地位。

▍再度败给燃油车

上回说到，在100多年前的上世纪初，早期汽车混动技术灵感大爆发，串联、并联等流派都粉墨登场，但终究时运不济，在1920年左右归于沉寂。

长达40余年的静默期过后，到1960年代，混动技术又开始被唤醒。

为应对严重的空气污染，美国等国家60年代开始相关立法，汽车尾气排放被公认是罪魁祸首之一，自然也被纳入监管。西方汽车厂商开始想办法应对，除改进燃油车外，电动、混动技术的研发也陆续重启。

1968年，通用汽车向媒体展示了一款概念车GM XP 512，这款小车模样像个摩托车头盔，有汽油、纯电和混动三个版本，其中混动版本装备了0.2排量发动机和直流电机。

大排量V8横行的年代，美国人居然设计出如此迷你的汽车，看来，当时降低汽车能耗的办法实在不多。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

▲通用GM XP 512有多个动力版本

1977年，丰田在东京车展上展示了一款Sports 800的混动版，由小巧的燃气轮机发电来驱动，属于串联式混动。

▲丰田Sports 800装备了燃气涡轮机

这些混动车都停留在了概念阶段，一方面是技术不成熟，更重要的原因是汽车厂商高度依赖燃油车，仍然把宝押在了发动机的技术升级上。

法规要求大幅降低汽车污染物的排放，汽车厂商采用了两种应对策略：一种是“前处理”，通过改善发动机的燃烧来减少污染物；另一种是“后处理”，在排气系统中拦截污染物。

看上去严苛的法规很快就被燃油车突破，本田1972年推出的CVCC发动机通过稀薄燃烧技术排放达标，这一技术被授权给丰田、福特等厂商；而从1975年开始，美国制造的大多数汽车都安装了净化尾气的催化转化器，也就是今天我们熟悉的三元催化器（最近一两年又多了个颗粒物捕捉器）。

▲1975年的雪佛兰汽车广告特意强调了催化转换器

既然燃油车也能“过关”，混动技术再度被汽车厂商们束之高阁了。

▍失意的“混动汽车之父”

2005年，美国人维克多·沃克（Victor Wouk）去世时，美国主流报纸纷纷发表纪念性报道，并尊称他为“现代混合动力汽车之父”。

即便是在沃克开发出混动汽车的1974年，他也没有在媒体掀起什么波澜，事隔30年后被如此高调称颂，一个重要的背景是：丰田的首款混动车普锐斯2000年在美国上市，随后几年中大获成功，成为环保汽车的代名词，而普锐斯“使用了和沃克混动车相似的原理”。

美国人早就入局，也制作出了非常不错的混动原型车，结果，最终胜出的却是日本人。媒体“借题发挥”，以怀念沃克来表达对美国汽车业的失望。

沃克是一位电气工程师和企业家，在1960年代，他创办的企业主要业务涉及电能转换和功率半导体，在当时，电力电子技术尚处于起步阶段，沃克毫无疑问是这个领域的尖端人才。

当时美国各大汽车公司都在尝试开发电动汽车，沃克参与了AMC公司的项目。当时的电动汽车大多使用继电器、电阻等简陋的“土办法”来控制速度，沃克使用了更先进的电子控制。

但他很快意识到，这能让电动汽车开起来更顺畅，也能延长一点续航，但真正困扰电动汽车的是电池，除非电池容量能增加几倍，否则跑不了多远的电动车没有商业前景。

▲沃克为AMC开发的电动汽车采用了电子控制

1970年，美国通过《空气清洁法案》，要求大幅降低汽车污染物排放，联邦环保局为此启动了清洁汽车激励计划，鼓励汽车公司和发明家的创新设计。沃克觉得燃油车不可能达标，而电动汽车又不靠谱，唯一可行的就是把二者结合起来的混合动力。

沃克改装了一辆1972年款别克云雀轿车，去掉发动机舱里的V8发动机和变速箱，装进去一套新动力——由小巧的马自达转子发动机和电机组成。

这是一辆并联式混动汽车，在起步、加速时，电机可以辅助发动机来驱动汽车，从而让发动机在更节能的工况下工作；在减速和刹车时，电机还能作为发电机来回收能量，给蓄电池充电。

在独立实验室的测试中，这辆混动车表现很好，最高时速达到85英里（137公里），百公里油耗8.7升，在当时低到惊人。（1970年，美国汽车的平均油耗高达19.6升/百公里）

▲沃克改装的混动汽车油耗表现出色‍‍‍‍

然而，1974年联邦环保局对这辆车进行内部测试后，没有进一步扩大测试范围，沃克的混动汽车开发项目无果而终，他的云雀再也未能飞翔起来。

不过，沃克在混动领域确实功不可没，他率先引入电力电子技术来控制混合动力，而电力电子，是日后电动和混动汽车最核心的技术之一。‍‍‍‍‍

▍丰田被美国“忽悠”了

又是20年过去了，时间来到1990年代。

1993年，美国克林顿政府推出一个雄心勃勃的计划：新一代汽车合作伙伴关系（PNGV）。

这一计划，是把美国的实验室、大学、汽车公司联合起来，合作研究“超级汽车”，目标是把汽车油耗降到80英里/加仑（2.9升/百公里）。

丰田试图加入，成为“伙伴”中的一员。但这个计划隐含的一个目的，是帮助美国汽车公司与进口汽车竞争，“外来户”丰田自然被拒之门外。

隐隐感到压力的丰田，很快提出了“G21项目”（意为21世纪的全球车），目标是开发出油耗降一倍的汽车。

美国的三大汽车公司，通用、福特、克莱斯勒，分头研发自家的“超级汽车”，而且不约而同选择了柴油混动方案，因为柴油发动机的燃烧效率比汽油机高，看上去更容易达到节油目标。到2000年，三大公司分别交出作业，在底特律车展上大张旗鼓地展示了各家的概念样车。

通用的概念车名曰Precept，前后轴各装了一个电机，柴油机可带动电机发电或直驱后轮；福特的Prodigy 用摄像头代替了车外后视镜，这个创意直到现在仍显超前；而道奇ESX为了减重，使用了铝合金框架和塑料车身。

▲福特Prodigy采用了无外后视镜设计

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三款样车高调亮相，然后，迅速低调离场，从此销声匿迹。

2002年，在花了超过10亿美元的联邦资金后，PNGV被布什政府叫停，取而代之的是更加雄心勃勃的新计划：FreedomCAR。因为布什政府认为不是汽车省不省油的问题，而是汽车根本就不应该烧油，所以，新计划重点支持的是氢燃料电池汽车。

是的，美国人其实打心眼里认为，混合动力是“多此一举”的过渡性技术， 又有发动机、又有电池和电机，把两套系统搞在一起太复杂，也太昂贵，最终却还是要烧油。要想一劳永逸，要么上纯电，要么上氢燃料电池。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

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美国汽车三巨头根本没把混动当正经事儿，正如当时通用汽车负责人所说：谁会为省油去买车呢？

这是实话，1990年代美国的油价正值历史低位，汽油价格仅仅为欧洲和日本的三分之一。美国人只嫌自己的车气缸太少、马力太小，动力弱鸡的混动很难提起他们的兴致。

美国人好高骛远，口号喊得响，实际没把混动真当回事儿；美国人没当真，严重依赖美国市场的日本人却当真了，聚精会神开始研发混动技术。

▍首款大规模量产混动车问世

1994年2月1日，丰田的G21计划正式启动。

日本是个多山的岛国，能源和市场都高度依赖国外，日本汽车公司因此有一种特有的忧患意识。被美国的PNGV计划排斥在外之后，丰田高层痛下决心，要靠自己的技术把汽车油耗降一倍。

仅靠改进燃油车的发动机和变速器，根本无法达标，纯电和氢燃料电池技术的成熟尚需时日，混合动力成了丰田的不二之选。

丰田花了多半年的时间去寻找合适的混动技术，最终于1995年初确定了“行星齿轮组双电机”方案。

▲丰田混动系统的核心结构是一套行星齿轮（图来自丰田汽车网站）

这套两年后让丰田一战封神的混动系统，后来被称为THS（丰田混动系统）。THS很容易被误认为是丰田的原创，实际上，这套系统的基本架构在1969年就已成形，创意来自美国TRW公司动力部门的4位工程师，并于1971年拿到了专利。

THS的美妙之处，在于用一套行星齿轮组，把发动机和两个电机共三种动力源巧妙地融合起来。三者协调配合，电机（也可作为发电机）辅助发动机驱动，同时也能把发动机多余的动力转成电能，存到电池中。

丰田看到TRW工程师1971年发表的相关论文，如获至宝，而专利也于1988年到期，于是这种“行星齿轮组双电机混动”就摇身一变，被包装成丰田的独门绝技。

▲TRW公司工程师申请的混动专利图

当然，丰田也进行了大幅优化，三种动力源对应齿轮组的位置做了调整，更重要的工作是电池、电机的选型，电控系统的开发，以及混动系统和电池的管理策略设计。

也是合该丰田成事，到1990年代初，“三电”都有大进步：镍氢电池、IGBT功率半导体、稀土永磁电机均进入商用阶段，计算机技术也突飞猛进，各种因缘际会，成就了丰田THS。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

到1995年11月，丰田只用了几个月就开发出了第一个混动样车；

1996年底，官方原型车开发完毕，进行了冬季测试；

1997年10月，丰田首款量产混动车普锐斯正式在日本发布——这也是全球首个大规模量产的混动车型。

▍好莱坞明星带红普锐斯

普锐斯先在日本国内上市，上市即引起轰动，当年就获得日本年度车。

▲初代普锐斯1997年10月在东京车展亮相

初代普锐斯性能平平（ 1.5升自吸发动机+30kW电机，动力表现跟当时1.0升排量发动机差不多 ），但确实很省油，第一代车型公布的油耗是28公里/升（约3.6升/百公里），仅仅是当时同级车的一半。

普锐斯1997年12月在日本开卖，第二年的销量就达到了1.8万辆。但真正火起来，还是要靠口号震天响，却从来没有真正重视混动技术的美国市场。

2000年8月，被美国人“忽悠”出来的普锐斯登陆美国。刚刚亮相时，媒体还对它持观望态度，这款车油耗和排放确实很低，但动力平淡，而且售价比燃油车明显高，媒体的评价是：

“普锐斯让环保变得更容易，但这远非免费”。

但还是有不少美国人愿意为“绿色”买单，特别是好莱坞的明星们，一时间把低油耗的普锐斯当成环保旗帜，纷纷入手。普锐斯的早期粉丝不乏莱昂纳多·迪卡普里奥、麦当娜、哈里森·福特这样的超级巨星，明星们日常开着普锐斯出没，甚至把它当成出席奥斯卡颁奖典礼的专用座驾。

▲第一代普锐斯在奥斯卡颁奖典礼上大出风头

2003年，第二代普锐斯上市后，迅速成为爆款，销量仅次于凯美瑞和卡罗拉，名列丰田全球最畅销车型前三。

在普锐斯之前，本田首款混动汽车Insight已抢先一步，于1999年进入美国，而且也取得不错的评价和市场反应。等美国汽车公司回过味儿来时，日本人已经占尽先机，留给他们的空间不多了。

▲本田初代Insight是一款双门双座小车，采用IMA并联混动

2004年底，通用汽车联合戴姆勒克莱斯勒搞了个“全球混动合作”项目，第二年宝马也加入，几家合作开发了一种混动技术，原理和丰田THS近似，不过机械结构上是更为复杂的两组行星齿轮。

福特则干脆用自家的一些柴油机专利技术，换来了丰田的相关混动技术授权。

后来的事实证明，在混动技术方面美国人错失良机，再也无力和日本人正面竞争。而丰田的THS混动技术几乎是一家独大，本田的IMA也被远远抛离。

不过，时过境迁，如今回头来看，丰田的THS固然精妙，但受困于“机械式混动”的局限，竞争力颓势渐显；而长久笼罩在丰田THS阴影之下的本田，另辟蹊径搞出的i-MMD居然柳暗花明；自2008年比亚迪的DM入局之后，又为十几年后的大变局埋下伏笔，DM-i带动插混技术起死回生，并就此进入全新的技术境界……

早期的混动，是为弥补电车和燃油车各自明显的缺陷，简称“查漏补缺”；1990年代开发的混动，是为应对能源和环境问题，简称“节能减排”；现在的混动又所为何来？混动100年中两度落败，为何现在痛击燃油车？下次接着聊。