豐田對于混合動力可謂是相當執(zhí)著，尤其是非插電式混合動力。因此，哪怕是在純電動動力系統(tǒng)的研發(fā)中，這種“混動”思維也是如影隨形。

　　如同在上一篇文章《燃效提升30%，“專寵”混動的豐田表錯情了么？》中提到的那樣，在向純電動車的過渡階段，內(nèi)燃機將依然扮演重要的角色，因此，即便是壓注混動的豐田，也并沒有放棄對發(fā)動機的研究。而如何讓內(nèi)燃機在純電動車事業(yè)中繼續(xù)發(fā)光發(fā)熱也是工程師們的研究方向之一。

　　就是在這樣的指導思想之下，豐田的中央研究所研發(fā)出了一種新式的發(fā)電機，功率為10千瓦。這款線性發(fā)電機雖然是發(fā)電機，但是卻是在內(nèi)燃機的結(jié)構(gòu)上改造而成的，有一個讓人不明覺厲的名字——Free Piston Engine Linear Generator（下文簡稱FPEG），自由活塞引擎線性發(fā)電機。它與傳統(tǒng)發(fā)動機最大的不同就是，在氣缸中加入了發(fā)電裝置。

　　豐田預計，一對10千瓦的發(fā)電機可以讓一輛B/C級的純電動車巡航速度達到120公里/時。要知道對于純電動車來說，其行駛速度一直受到續(xù)航里程的限制。雖然很多電動車的最高時速都能夠超過150公里/時，但是要想獲得最大的續(xù)航里程，這個數(shù)字也就會大打折扣。那么，豐田是怎么做到的呢？

　　其實這項新發(fā)明應用的原理相當簡單，還是高中時候的物理知識——電磁感應。

　　我們知道，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機中，曲柄連桿機構(gòu)讓活塞在氣缸內(nèi)進行往復運動，把燃料燃燒的化學能轉(zhuǎn)變成機械能進行輸出。而在FPEG中，活塞的外部增加了一塊磁鐵，活塞的往復運動切割磁鐵產(chǎn)生的磁感應線，與外部的感應線圈產(chǎn)生電磁感應，把活塞運動的動能轉(zhuǎn)換成了電能。

　　目前，豐田中央研究院僅僅是制作了一款原型機用于實驗。這個原型機是在一個兩沖程的氣缸基礎上進行改造的，由燃燒室、線性發(fā)電機以及氣壓彈簧室組成。

氣缸結(jié)構(gòu)剖面簡圖

　　在傳統(tǒng)的發(fā)動機中，使活塞進行循環(huán)的往復運動的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)在于曲柄連桿機構(gòu)。而在FPEG中，因為不是直接輸出機械能，也因為氣缸中加入了磁鐵，曲柄連桿結(jié)構(gòu)就被直接取消了。磁鐵附在活塞之上，而在原本的氣缸體中，加入了感應線圈以及嵌入氣缸套的定子，磁鐵、感應線圈和定子共同組成了線性發(fā)電機。線性發(fā)動機可以看成是一個永磁電機，能夠同時作為電動機和發(fā)電機使用。

　　FPEG中最關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)就是中空的活塞，活塞兩端的直徑不同，其中，直徑小的一端與氣缸體組成了燃燒室，直徑大的一頭與氣缸一起組成了氣壓彈簧室。從上面的剖面圖中可以看出，活塞的剖面形狀是一個W，豐田也就把這種活塞稱為W形活塞。