随着全球气候变化问题日益严峻，汽车行业作为碳排放的重要来源之一，正面临着紧迫的脱碳压力。如何在满足多样化出行需求的同时，实现能源高效利用和碳排放减少，已成为行业亟待解决的核心议题。多路径技术路线通过整合多种动力总成和能源方案，为汽车产业提供了兼顾现实与未来的可持续发展路径。

2025年10月31日，在汽车能源与环境技术研讨会上，丰田智能电动汽车研发中心环境能源技术战略部尾山俊介发表了题为“车辆与能源管理的多路径探索”的演讲。他指出，面对全球能源结构不均衡、资源有限性以及用户需求多样化的复杂局面，单一技术路线难以全面应对脱碳挑战，因此必须采取多路径并行策略，推动动力系统技术革新、低碳燃料应用和电池能源管理协同发展。

尾山俊介总结到，电动化车辆在实现可持续发展社会的过程中发挥着重要作用。为了给各地区用户提供最佳的解决方案，需要提供多种技术路线，并结合碳中性燃料来降低总体的能源需求，同时充分利用动力电池等有限资源进一步扩大电动化的效益。他分享了丰田在动力总成技术革新、燃料研究、利用车辆动力电池提高能源效率等多方面的实践。

尾山俊介 | 丰田智能电动汽车研发中心 环境能源技术战略副部长

以下为演讲内容整理：

脱碳的全球背景与区域差异

随着大气中二氧化碳浓度的增加，全球气温也随之升高。2024年全球平均气温创下历史新高，达到17.16摄氏度，异常气候事件频发。尽管脱碳已成为国际共识，但各地区的能源结构存在显著差异。根据国际能源署预测，到2030年，全球非化石能源发电比例平均为56%，其中欧洲高达86%，而东南亚、中东等地区仍高度依赖化石燃料，比例不足30%。

多路径技术路线的探索

在资源有限的背景下，多路径技术路线能够最大化稀有材料的利用效率，降低全生命周期碳排放。以电池为例，使用同等容量的电池(以72.8kWh为例)，生产一辆BEV的材料可以生产66辆HEV或4辆PHEV。而行驶阶段，BEV，PHEV，HEV的燃油消耗可分别减少100%，69%，26%，应根据用户的需求提供多种动力总成。此外，不同动力总成的车辆对稀土和关键矿物的需求各异，而这些原材料的地区分布不均，能否长期稳定的供应也是问题。随着汽车保有量的增加，需要考虑全生命周期的循环利用。丰田公司针对带发动机的车辆正在确立回收技术和体系，目前车辆循环利用率达到了99%。多路径技术路线包括内燃机、纯电动、燃料电池等多种技术，能够根据各地区能源禀赋和用户习惯，提供最合适的解决方案。

动力总成的技术革新

在动力总成领域，持续技术革新是提升能效和降低排放的核心。内燃机方面，通过改善燃烧特性并增强EGR，提高了热效率和输出功率。普锐斯从第三代到第五代，实现了热效率41%，当量比升功率43.5千瓦每升。PHEV的技术革新方面，通过提高动力系统效率，增加电池容量，提高了纯电续航里程，同时降低了碳排放。此外，为了提高竞争力，采用大容量电池提高了动力性能，并改善了车辆的加速响应。BEV的技术革新方面，从初代BEV车型到最新的bZ4X，通过采用BEV专用平台和电池，续航提高了60%，再通过提高电池能量密度以及采用碳化硅，续航进一步提高了25%；对于低温时的充电时间，通过提高软件性能和电池的输入功率，缩短了10%；通过改善电池的加热系统，又缩短了60%；进而通过提高电池的输入功率和采用预热技术，又进一步缩短了50%。全新设计的BEV系统，极大改善了基本性能，提供更加贴近用户需求的选择。燃料电池的技术革新方面，第三代燃料电池系统提高了耐久性，改善氢耗效率，实现了成本的大幅削减。为了满足更广泛的应用需求，除了乘用车，定置发电机、轨道车辆、船舶等通用领域外，还开发了商用车的专用系统。除了燃料电池，还进行了氢发动机的开发。在现有汽油发动机的基础上进行部分改造，使用100%纯氢气，几乎不产生二氧化碳。氢发动机既能助力实现碳中和目标，又能延续汽车行业多年研究的内燃机技术。

燃料研究与推广策略

目前，乙醇燃料已在多国使用，而且醇掺混量也在上升。巴西、美国等国使用E85或E100，最近印度也计划开始使用。为了实现脱碳社会，全球范围内展开了低碳燃料的相关研究，并致力于低碳燃料的推广。除了要考虑如何降低新车的碳排放外，还需考虑保有车辆的碳减排问题。全球汽车保有量高达15亿辆，其中大多数还是汽油车和柴油车，针对这些车辆，低碳燃料是实现其碳减排的有效方式。此外，对e-fuel的利用方式也进行了探讨。在氢气价格低廉的地区，可以直接使用地产地销，也可以销售到价格昂贵的地区使用，但是需要进一步降低成本。另外，也可以通过生产低成本的e-fuel，高效运输到氢气价格昂贵的地区使用，目前正在进行潜在经济效益的分析。关于电能和氢能的有效利用方面，利用可再生能源电解水制氢，是可持续能源系统的重要组成部分。利用绿氢可以生产e-fuel等对环境影响较小的燃料，从而为实现脱碳社会作出贡献。从这个角度来看，氢不仅是一种燃料，还扮演着“能源媒介”的角色。

车辆动力电池在能源管理中的角色扩展

车辆动力电池除了驱动车辆外，也能用于储能。利用车用电池进行能量管理，有助于稳定供电和碳减排。丰田公司正对私人住宅和经销商处的能源管理进行验证测试，确认了使用车用电池的能源管理系统的有效性。丰田公司开发了一种使用车用电池的新型储能系统-SWEEP储能系统。这个系统既可以使用各种类型的、不同衰减情况的电池，又可以大大简化电力变换装置，使得设备成本较低，且在电力转换过程中能量损失较小。通过建立一个涵盖整个价值链的业务模式，旨在推动可再生能源的普及，并实现资源的有效利用。为了实现可持续发展的社会，还应该遵循“减少、再制造、再利用、循环利用”的原则，确保原材料及其产品的价值在尽可能长久的流通中得以充分利用。丰田公司也正在开展各种探索以实现“循环经济”，特别是电动汽车的电池，将首先研发资源节约型电池和长寿命电池。之后，基于3R的理念对稀有金属进行再利用、再制造和循环利用。

汽车行业脱碳是一项系统工程，结合动力总成的技术革新、低碳燃料的应用和电池能源管理等多路径技术路线，实现可持续发展的社会。丰田将继续推动技术创新与资源有效利用，为构建可持续的交通与能源体系贡献力量。

关于丰田：

丰田公司以为社会提供“移动自由”为愿景，持续推进电动化、氢能及低碳燃料等技术研发，致力于在全球范围内提供符合当地情况的最佳解决方案，积极构建从生产、使用到回收的全生命周期低碳体系，助力实现可持续社会。

（以上内容来自丰田智能电动汽车研发中心环境能源技术战略副部长尾山俊介先生于2025年10月31日在第十三届汽车与环境创新论坛发表的题为《车辆与能源管理的多路径探索》的演讲。）