豐田宣布為了應對越來越嚴苛的排放法規限制，促進車輛電氣化技術的普及，將采取兩項重要措施：首先無償開放其關于汽車電氣化技術的將近24000件專利的使用權；其次對于使用豐田電氣化技術的廠商，豐田將在研發和銷售方面提供有償的技術服務。作為全球最大的汽車制造商，豐田的這項決定意欲何為？下面我們從技術的角度，來看看豐田在汽車電氣化技術上有何獨到之處，豐田的這個決定，又會帶來哪些蝴蝶效應。

豐田此次開放的專利涉及豐田在車輛電氣化驅動領域的主要技術，包括核心的電機、電池和動力控制單元（電控技術），以及延伸出來的燃料電池、純電和混動技術。其中最為人所關注的，非豐田的混合動力技術莫屬。

世界上只有兩種混動，一種是豐田混動，另一種是其他混動？

憑借著在相關領域20余年的深耕，豐田的HSD（hybrid synergy drive，豐田的混動品牌，直譯即為混合動力驅動）技術取得的成就有目共睹：自1997年推出第一代普銳斯之后，迄今豐田已經累計生產超過1300萬臺混合動力汽車，憑借著出色的燃油經濟性和可靠性，豐田的混合動力技術在用戶之間積累了良好的口碑。因此在坊間也流傳著一句話：世界上有兩種混動，一種是豐田混動，另一種是其他混動。雖然我并不完全贊同，但是這也從側面印證了豐田在混合動力技術的地位。

我們知道，混合動力技術的推出，是為了彌補內燃機天然的缺陷，在內燃機的低效工況時用電力來驅動車輛，從而提升動力系統整體效率。

內燃機自誕生至今150多年來，相關技術已經得到了長足進步，最高熱效率從最初的10%左右提升到了40%，但是受限于工作原理，內燃機的最高熱效率僅僅存在于部分工況下，而在實際使用過程中，由于發動機通過變速傳動機構同車輪之間耦合，在走走停停、頻繁加速減速的使用環境下發動機很難運行在最高熱效率區間。

因此，豐田HSD混動技術的基本出發點就是通過特殊設計的傳動機構將和電驅動系統將發動機和車輪“解耦”，即令發動機的轉速和動力輸出同車輪不存在對應關系，令發動機盡可能運行在最高效率區間內，同時電傳動系統還可以回收車輛多余的動能，這樣一來，能量轉換效率得到極大提升，油耗便顯著降低。

豐田的這套混動系統設計巧妙，加上高效可靠的性能，在世界范圍內得到了廣泛認可。同時豐田也為這套系統申請了超過4500項專利，在專利保護下，其他廠商想要生產類似的高效混動系統便捉襟見肘。

因此，許多廠商為了繞過豐田的專利保護，便另辟蹊徑開發其他結構的混合動力系統。其中最常見的便是在發動機和變速箱之間集成一臺電動/發電機，配合電池和電控系統組成一套混動系統，即我們常說的P2結構。

P2結構的混動系統最大的特點是結構簡單，在原有動力系統的基礎上僅需對變速箱進行簡單的改造便可以實現。相比豐田的HSD系統，這套系統同樣可以實現電力單獨驅動車輛前進、動能回收、發動機發電等功能，并且通過簡單加大電池容量和電機功率，便組成實現插電式混動系統，整體研發成本并不算高。但是與豐田HSD系統相比，這套系統并沒有將發動機同車輪“解耦”——發動機仍然通過變速器同車輪相連，因此在多數工況下仍然無法運行在最高熱效率區間內，所以整套系統的節油效果較HSD系統有著顯著的差距。

除了P2系統之外，如今另外一個十分火熱的概念是48V：即將車輛的供電系統電壓由12V提升至48V，這樣一來便可以搭載功率更大的用電設備，藉此來降低車輛的燃油消耗。48V系統最顯著的變化在于車輛使了一臺大功率的BSG發電/啟動電機，這臺電機不僅可以實現發動機啟/停功能，而且可以直接帶動發動機曲軸來驅動車輛前進，實現混合動力的效果。根據混動系統命名規則，這樣的混動結構被稱為P0（即電動機位于發動機前端）。

相比P2結構，48V系統組成的P0結構由于整體結構更加簡單，并且不需要大容量的電池和復雜的電控系統，因此整體成本更為低廉。而且在NEDC循環工況下，可以實現15%左右的節油效果，因此最近受到了不少廠商的追捧。但是局限也十分明顯：相比P2結構，由于電能介入頻率更低，在實際使用時節油效果著實有限。

因此，作為混合動力系統的創始者，豐田的這套混合動力結構至今在運行原理和實際節油效果上，相比如今市面上大部分混合動結構仍然存在著不小的優勢。

“咖啡法規”和WLTP循環測試標準：狼來了？

在全球節能減排的大趨勢下，各國對于燃油汽車的“緊箍咒”也愈發嚴苛：首先對于車輛的油耗，頒布了CAFC（企業平均燃料消耗量，俗稱“咖啡法規”）標準，其中對于各類車輛的油耗值有了詳細的規定。其次，對于車輛的污染物排放標準也隨之提升，例如中國即將實行的國VI排放標準，主要污染物排放量較國V標準需要降低50%左右。

由上表可以看到，在中國的“咖啡法規”中對于車輛的油耗標準低到了“變態”的程度，例如目前市場上銷量最高的A級轎車（質量在1000kg-1400kg之間）的油耗標準在5.1L/100km之內。不僅如此，在未來的油耗測試標準中，主要國家也將放棄使用如今廣泛使用的NEDC，而采用新的油耗測試標準。

目前在歐洲和中國，對于汽車油耗考核的“測試題”采用了1997年由歐盟更新的NEDC（新歐洲駕駛循環）標準。NEDC測試循環旨在模擬車輛行駛在歐洲道路環境下典型的工況，包括在城市路段走走停停以及高速行駛路況，從而測試出車輛的油耗水平。

NEDC自推行以來得到了眾多國家的認可，并且在此基礎上不斷提升油耗標準，很大程度上促進了節油減排技術的發展。然而，作為一個20年前推出的油耗測試標準，NEDC的局限性也在不斷顯露。

最為顯著的問題是不少車型在NEDC下得出的油耗成績同實際使用時有著較大的差距。這其中的原因首先是NEDC測試過于“實驗室化”：整個測試都在實驗室轉鼓上進行，通過轉鼓來模擬車輛在行駛過程中的阻力，忽視了許多其他變量的影響（例如車內空調、開關車窗、輪胎胎壓等）；同時，模擬車輛行駛狀態同實際情況也有較大的差異——尤其在城市工況下，NEDC模擬的是緩慢均勻加速和減速，并且還設定了較長時間的空擋怠速狀態，事實上，在我們日常使用的過程中，車輛會經歷更加頻繁的加速/減速過程，并且油門輸入也并非像NEDC模擬的那樣均勻。

其次，越來越多的廠商學會了“應試教育”：即依據NEDC循環對車輛特性進行針對性的調校，這樣一來可以用更低的成本來實現“節能減排”，但是在實際使用過程中卻并非如測試時那樣省油，這顯然違背了NEDC的初衷。

在這樣的背景下，由來自歐盟、日本和印度的專家在2015年推出了一套關于輕型車輛尾氣排放和能耗的新型測試方法，即WLTP（worldwide harmonized light vehicles test procedure，世界輕型車輛統一測試程序）。

WLTP首先對于車輛測試的環境及車輛狀態有了嚴格的規定，比如車輛負載、環境溫度、行駛阻力以及車輛擋位等，其次，相比NEDC標準，WLTP測試時間延長了10分鐘，并且車輛的加速減速工況更加頻繁，這樣更加接近車輛在實際使用時的情景。因此在WLTP標準下測試出來的車輛能耗，也更具參考意義。

就中國來說，WLTP隨著國VI排放標準的推廣逐漸普及成為排放測試標準，并且預計在2021年成為車輛能耗測試的標準。

“咖啡法規”以及WTLP標準的推廣，對于各大主機廠來說可謂壓力重重：若要達到標準限定的能耗水平，采用新能源技術為必經之路。

根據中國《乘用車燃料消耗量評價方法及指標》規定，采用純電動技術、燃料電池技術或插電式混合動力技術的車型會獲得銷量倍數Wi的優惠，因此生產純電動/插電式混動車型在目前來說是車企快速降低CAFC值的捷徑。但是一方面根據規定Wi值會逐年降低，另一方面采用純電動或插電式混合動力技術的車型如果沒有限購、補貼等政策傾斜，對于消費者來說絕非購車的首選項。

得益于電池技術的發展，主流純電動汽車的續航里程如今已經可以媲美燃油車，但是在極端天氣下的續航衰減以及充電難、價格貴等問題仍然讓眾多消費者望而卻步。

至于插電式混合動力汽車，大容量電池的加入不僅提升了車輛自重，令車輛在虧電狀態下油耗升高，而且侵蝕車輛乘坐和儲物空間，還提升了車輛價格——這對于主流價格區間的車型來說，采用插電式混合動力技術可謂絲毫沒有競爭力。

至于采用P2結構及48V混動系統的混合動力車型，可以預見的是在WLTP標準下油耗水平并不會十分樂觀——由于新的標準大幅削減了車輛停車怠速的工況，因此自動啟/停系統的優勢被急劇削弱，此外在測試標準中高速工況的增加，也令P2結構車型純電行駛工況比例降低，從而導致測試油耗升高。

在這樣的條件下，豐田HSD混合動力技術的優勢凸顯：高效的混動原理和結構設計令車輛在全工況下都可以保證高效運轉，另外得益于混動系統的高普及率和銷量，整套技術成本得以降低，從豐田旗下混動車型的熱銷也可以看出，即便沒有政策傾斜和補貼，消費者對于HSD技術仍有非常高的接受程度。因此在未來當“咖啡法規”和WLTP標準雙重限制下，采用高效省油混動技術的車型憑借著低油耗、高實用性和高性價比，在市場上將會具備明顯的優勢。

豐田開放專利 影響幾何？

之前分析到，在“咖啡法規”和WLTP標準廣泛普及之后，采用類似豐田HSD這樣高效混動技術可能是不少主機廠商的必由之路。而豐田在此刻開放專利，并且提供有償技術援助，對于不少在技術路線上“跑偏”的車企來說是個非常有誘惑力的選項。

根據豐田的規劃，豐田在未來不僅是一家車廠，還是一家電驅技術集成系統的供應商。其包括混合動力和燃料電池技術在內的電驅技術可以在各種交通工具公司進行推廣，并且還可以作為高校和研究機構的研究樣本。

HSD標識對于產品來說是一個很好的背書：采用豐田技術通常意味著出色的油耗和高可靠性的動力總成。對于新推廣的產品而言懸掛HSD標識很大程度上就是銷量的保障。

但與此同時，豐田全球第一大汽車廠商的身份也會令不少車企有所顧忌——倘若對豐田旗下的產品構成競爭威脅，豐田是否會一如既往地提供產品和技術？這就需要雙方拿出契約精神和合作的誠意。

事實上豐田此舉同如今的互聯網公司類似：通過自己的平臺化技術打造“生態閉環”，例如蘋果的iOS系統，藉此來提升自身的影響力和技術壟斷。當然不可否認的是，HSD混動技術的普及對于全球汽車的節能減排來說，有著里程碑式的意義:它可以大幅降低車輛的能耗和排放水平，并且是在不犧牲用戶體驗的前提下。但是對于如今其他有著類似技術的廠商來說，就是一個不小的挑戰。

其中之一就是本田公司。事實上關于混合動力技術，本田起步并不比豐田晚：在第一代普銳斯推出的同期，本田就推出了采用IMA混動技術（采用P2結構）的Insight，憑借著輕量化和低風阻的車身，Insight甚至實現了比普銳斯更低的油耗。但是并不實用的車身設計和IMA系統的可靠性問題，導致Insight并沒有像普銳斯一樣一炮打響。

在2013年，本田推出了i-MMD銳·混動技術并搭載在第九代雅閣上。這套混動技術采用了雙電機直連的方式將發動機同驅動軸解耦，在低速工況下依靠電機驅動車輪前進，而發動機沒有任何變速機構與其相連，基本可以時刻運行在最高效率區間內。因此，這套創新的技術在節油效果上達到甚至超過了豐田的HSD系統。

不僅如此，由于i-MMD混動系統采用了功率更高的驅動電機，并且整體結構更加簡單緊湊，更容易改造成為插電式混合動力系統。面對來勢洶洶的豐田，像本田這樣的公司如何回應令人期待。

全文小結：很多觀點認為豐田此舉是為了同發展迅猛的純電動汽車爭奪市場份額和未來的話語權，但我認為在任何時候，消費者“用腳投票”都是亙古不變的市場規律：誰的產品用戶體驗更好，性價比更高，更能滿足典型的使用場景需要，誰就能取得成功之鑰。因此，未來的新能源汽車究竟要采用什么樣的技術路線，目前下結論還為時尚早，而豐田開放專利之后，最大的受益方，應該是消費者。