汽車電氣化帶給技術人員巨大的探索空間

2020-12-06 中國汽車報社有限公司

  2020年,國內所有企業生產的乘用車平均百公裡油耗必須降至5升。這就是乘用車燃料消耗量第四階段標準。隨著這個標準和《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分並行管理辦法》(「雙積分」政策)出臺和實施,中國汽車產業正在迎來電動化、智能化、網聯化和共享化歷史性發展機遇。

  4月26日舉行的第十屆國際汽車變速器及驅動技術研討會,被譽為電氣化汽車傳動與驅動技術盛宴。在該研討會上,記者發現,汽車電氣化帶給技術人員巨大的探索空間。

  「混合動力汽車必須有成熟的發動機和變速器」

  內燃機或帶有內燃機的動力總成還能在汽車行業存在多久?這是社會各界普遍關注的問題。

  在這次研討會上,有人預測,2020年以後,國際市場上混合動力汽車和插電式混合動力汽車的銷量將會出現增長趨勢;儘管如此,即使到了2050年,世界市場上由內燃機參與驅動的汽車也還有58%。

  在政府補貼刺激下,2017年,中國純電動汽車和插電式混合動力汽車的銷量達到77.7萬輛,同比增長53%。其中,純電動汽車銷量為65.2萬輛,插電式混合動力汽車銷量是12.5萬輛。顯然,汽車電動化在很大程度上來自政策導向。

  電氣化汽車在中國汽車市場還不是主流,佔比還非常低。廣汽集團汽車工程研究院常務副院長、動力總成首席總師吳堅在這次研討會上作題為「廣汽動力總成電氣化路線和實踐」的報告時預測,隨著有關政策變化,汽車油耗進一步降低,混合動力汽車市場需求在未來一段時間會高速增長。他說:」大家已經不需要再討論汽車行業是否需要混合動力技術的問題了,而是應該討論混合動力技術怎樣『落地』的問題。」

  於是,業界有人自然地提出這樣一個問題:國內汽車行業混合動力技術現狀如何呢?

  吳堅坦率地表示:「很抱歉,我們還沒有混合動力產品或完整的產品線。不過,我們在這方面有idea(想法或主意),供同行分享。」

  廣汽動力總成電動化的優勢是什麼?劣勢是什麼?機遇是什麼?危險來自哪裡?經過分析,吳堅得出結論:「要搞好混合動力,必須有非常成熟的發動機和非常成熟的變速器。否則,混合動力就是一句空話。」

  從大的方案來講,廣汽有兩大技術路線:一是汽車串並聯式(電控功率分流結構)混合動力技術路線;二是下一步堅定不移地執行的P2技術路線。P2就是通過在發動機與變速器之間插入兩個離合器和一套電動機來實現混動,是當前市場上混動汽車採用最多的基於成熟變速器的技術模式。

  吳堅覺得,企業要把混合動力做好,就要面向市場、面向社會、面向下一代產品。他進一步表示:「我們希望藉助國際汽車變速器及驅動技術研討會這樣的平臺和中國汽車工程學會這樣的組織,強強聯合,深化合作。我們建議行業建立戰略聯盟,共同培育供應商。」

  「各個整車企業到底在想什麼?技術方案是什麼?需要供應商怎樣配合?」 在混合動力技術發展過程中,很多供應商常常感到非常困惑。

  「如果我們以聯盟或其他行業組織的形式,共同開發某些系列或某些模塊化核心零部件,就可以大幅降低成本,讓混合動力在不久的將來得到很好的應用。」吳堅說,「廣汽採取上述兩條技術路線,基於成熟的發動機技術和即將投放市場的7速變速器進行動力混合以後,可以組合成不同的技術方案,滿足第四階段油耗法規要求。如果新一代發動機熱效率超過42%,再通過整車減重減阻,那麼,第五階段油耗限值完全可以在傳統動力上實現。」

  吳堅呼籲:「同行要在競爭和合作中找到平衡點,在汽車電動化方面實現雙贏,逐步降低成本,讓消費者享受到汽車電動化帶來的樂趣。」

  北京理工大學教授、美國三花汽車公司首席技術官盧建鋼認為,廣汽混合動力技術發展戰略和技術發展路線非常清晰,有市場競爭力。

  CVT 和48伏電動車橋的「奇妙功能」

  無級自動變速器(CVT)在混合動力汽車上起什麼作用?是不是也可以適用於電動汽車? CVT是不是可以對純電動汽車的動力總成產生作用?這些問題是業界人士一直在思考的問題。

  博世變速器技術有限公司(荷蘭)技術副總裁Mr.Markus Kunze通過一系列技術分析得出結論:「CVT非常適合混合動力系統。CVT能夠將汽車電氣化動力總成推向新高度。應用於純電動汽車的CVT能夠帶來很多好處。比如,它能夠提高純電動汽車動力總成工作效率,可以增加純電動汽車續駛裡程,可以極大地提升純電動汽車性能。」

  緊接著,奧地利AVL(李斯特內燃機及測試設備公司)技術領域經理馬裡奧介紹了48伏電動車橋。這是非常有意思的技術方案。

  「一個標準的驅動系統加上新穎設計加上48伏電動車橋,後備廂不需改變,電池在後備廂下面,這裡還有一個充電插座。48伏電動汽車可以在城市行駛,在電機提供動力的情況下還可以進行高速行駛。我們現在已經有這樣的配置了,它有全輪驅動能力,油耗特別低。將來,我們可以將這樣的系統和內燃機進行整合,最優設計。」 馬裡奧藉助一個示範車型介紹了48伏電動車橋。

  純電動汽車必須降低成本,必須增加續駛裡程。增加續駛裡程,就需要純電動汽車安裝更大電池,但是,更大電池的重量更大、成本非常高。因此,馬裡奧希望大家重點關注電動車橋的成本和效率。

  電動車橋需要有電機、軟體、電子器件,最重要的組建就是傳動器。馬裡奧說:「我們對它們進行整合,能夠獲得高度集成的方案。」

  「應用48伏電動車橋,汽車前面不需要進行配置改變,汽車後面配置強有力,可以降低油耗。它是高效、高度集成的純電動汽車配置。AVL是一家工程公司,將發揮專業技能,不斷優化電動車橋設計。我們將不斷開發新式電動車橋。」 馬裡奧希望大家對48伏電動車橋感興趣。

  盧建鋼點評道:「AVL把傳統動力總成和混合動力全都大大簡化了,直接裝在後橋或者前橋上,把高度集成的逆變器也縮小了。這個很新穎。」

  汽車電氣化面臨諸多挑戰

  在這次研討會上,與會代表紛紛表示,汽車電氣化非常誘人,卻面臨諸多挑戰。

  提起輪轂驅動系統,很多人都在思考電機能不能放在電驅動小型汽車輪轂裡面的問題。對此,舍弗勒做了很多研究開發工作,已經把減速器、電機和制動系統集成在非常小的輪轂裡面。舍弗勒大中華區汽車主機事業部總裁楊漢兵介紹道:「這個輪轂電機非常適合城市交通各種平臺。我們的輪轂電機峰值功率是42千瓦,單個車輪扭矩是500牛頓米,效率大於90%。我們正在為中國非常著名的企業做樣車。我們將在幾個月之內把這個樣車做出來。」

  長城汽車股份有限公司傳動研究院副院長鄭立朋表示:「舍弗勒在新能源汽車技術領域進步很快。希望舍弗勒未來有更多產品投放市場。」

  非常規工況下汽車自動變速器控制是一個難題。

  吉孚汽車技術(浙江)有限公司副總裁、吉孚動力澳大利亞有限公司執行長Mr.Russell lemon說:「汽車自動變速器控制,需要考慮很多潛在故障。離合器故障是其中非常重大的一種。故障探測是非常困難的,既要減少誤報從而避免客戶抱怨,又要減少漏報從而減少危險。」

  盧建鋼評論道:「無論哪一類變速器,離合器的控制和優化都是很大的挑戰,也是很關鍵的。企業應對這個挑戰,需要很多實踐經驗。關鍵是離合器控制必須在控制點上進行,我們要在控制程序上對離合器進行保護。這是非常有價值的判斷。」

  採埃孚(中國)投資有限公司亞太區電驅動事業部跨系統集成負責人王嶽說:「電驅動受聲學挑戰,有很多未知領域。我們在探索應對這些挑戰的方式方法。辦法總比問題多。採埃孚會和整車企業通力合作,為客戶提供更安靜、更有樂趣的汽車駕乘環境。」

  鄭立朋補充道:「聲品質將是消費者選擇新能源汽車的關鍵依據之一。」

  編輯:黃霞

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