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混动才是真正路线!国际变速器大会见闻

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   [汽车之家 技术]  大家还记得上个月董小姐(董明珠)曾经在央视财经的言论吗?在谈对制造业发表看法时,她引出了中国汽车的话题。她在节目中直言对中国的汽车行业感到不满,还提到了“中国的汽车有一点粗制滥造。”这种说法一曝光就在网上引来了激烈讨论,甚至有汽车行业人士的“反击”。就我个人而言,之前也走访、采访过很多本土的汽车企业,因为汽车行业是个大的集合,我只能说某个子集表现的比较出色,尤其在当下成本压力如此大的环境下,如果保证产品的质量和技术优势是个很大问题;另一方面,这一周电动车事故的频发也给我们带来了很大的困惑,现阶段电驱化的路线真的合适吗?它的未来究竟如何发展?带着这些疑问,我来到了TMC大会,在这个国内顶级的变速器技术研讨会上,我的这些疑问似乎有了一些答案,但从学者们严肃的讨论中,似乎“危机”展露出来的仅仅是冰山一角……

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  文章开始先给各位之家的网友们安利下一TMC。这是中国汽车工程学会主办的国际汽车变速器和驱动技术的研讨会,今年已经是十一届了,与外面的各类峰会不同,TMC“玩的”完全是学者+技术人员的路线,现场还会有来自国内外的各种供应商(国内供应商居多),如果您有机会参加,那么将是个了解国内变速器研发及相关产业的好机会。

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  简单地介绍了TMC,下面言归正传,我汇总了本次大会的几大技术点和趋势特征,或许这些内容可以帮我们揭开当前行业的一些迷雾,让我们更好的认清中国汽车产业的现状。

◆工科专家们的灵魂拷问——纯电动化现阶段真的可行吗?

  去年我国的汽车产业在经历了28年的正增长后,迎来了第一次负增长,从一些外界的宣传上看,似乎有唱衰中国汽车市场的情况,但从长期看,中国汽车市场依然后劲十足,有巨大的发展空间,比如新能源汽车(不仅局限在纯电动汽车),比如电驱领域等。

  我们知道,中国做新能源汽车的时间是比较早的,市场保有量也比较大,但从技术角度讲,我们国内自主品牌的新能源汽车从整体技术水平来讲,和国外相比有一定差距。

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  首先电池包内单体电池多,电芯供应商良莠不齐,整车生产商,BMS开发者同样良莠不齐,那些新势力团队能比特斯拉蔚来还好?他们用的电芯能比松下还完善?几千上万节单体电池如何保障一致性?偏差应该控制在多少?3年后5年后车企怎么保障几千个单体电池衰减一致?有不一致的单体怎么把它找出来?这些都是亟需告知消费者的问题。

  确实,比亚迪、宁德时代等中国企业都有非常强大的电池技术储备和出货量,当就像我上面提到的“子集”问题,或许有某些看起来强大的子集,但放到大的集合里就没那么突出了,木桶效应里所谓的最短板才是限制发展的最终因素,在汽车领域同样适用。

  抛开电池,芯片也是个大问题。是的,又是芯片,这里的芯片主要和电驱以及主控相关,其应用范围包括纯电动汽车和混动汽车。

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   除了芯片还有电机的问题,实际上国内供应商在电机方面的实力并没有落下太多,但国内电机的开发都比较单一,国内的新能源汽车基本上全是永磁同步电机,国外从感应电机到永磁同步电机,还有少稀土和无稀土的同步电机都在研究,还有轴向式弹式电机国外也在发展。

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  但电机控制器的效果差距是非常大的,这里依然涉及了芯片以及控制软件,我们的系统架构,我们的功能安全,还有我们的控制软件,跟国外先进水平都有很大的差距。

  接下来是整个传动系统的发展,这部分基本上也是往低噪音、高效、高转速的方向发展。在传动方面国内外的对比,首先在系统方面,基本上差距还是在转速和NVH这方面。NEDC效率和噪音效率跟国外差距不大,看零部件级,特别是高速的轴承、油封、电磁阀,还有湿式双离合器模块、控制器,这些件基本都是国外的产品。

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  当然在传动方面,我国各个车企和供应商的投入是值得肯定的,比如比亚迪、上汽集团以及万里扬、盛瑞等都有相关电驱产品,我这里只是说有极核心的零部件需要进行采购。

  聊到这里,我想大家其实已经可以对现阶段新能源汽车的状况有个判断,总结一下就是:有实力的国内主机厂和供应商已经完成对技术及产品的布局,但核心零部件依然大部分在国外供应商手中。在这个全球化的市场环境下,我们很难说这样一个现状是好是坏,但俗话说的好“手里有粮,心中不慌。”或许只有当我们真正掌握了核心制造技术时,话语权才能更重,才更有竞争力。

  下面一个问题既然纯电动车目前存在这么多制约,现阶段既能满足排放又能让车企顺利发展的着力点是什么呢?答案显然是很明确了——混动,尤其是PHEV。

  首先需要说明,参会的人员大部分都认可混动是目前发展路线,实际上,市场的变化和补贴政策的不确定性让每一家政策企业在技术路线的选择上都不敢有所怠慢,也没有哪一家企业能明确提出未来只会选择一种技术路线。国内很多车企对HEV和PHEV都进行着技术储备,只是由于日本对于HEV的研发已经形成了完整的、庞大的产业链,因此国内在HEV上的宣传不多,更多展现在PHEV方面。PHEV和HEV是基于传统驱动系统解决方案,我们相信发展P0到P4及将其组合发展是研发着力点。

◆变速器两挡(新能源汽车)及多挡化是真正趋势

  高转速、系统集成及多挡化是实现电动汽车驱动系统小型化、轻量化、高效化、低成本的有效途径。抛开上面提到的高速电机,中国厂商普遍在多挡变速器方面进行了布局,同时包括电子CVT等概念也开始出现。

  根据博世的调查和预测,到2030年,每5辆新车中就会有一辆电动车,这无疑会对变速器的发展产生关键影响,研发适合新能源车型使用的变速器必然成为确实。现阶段新能源车型主要以单挡为主,多挡则是一种趋势,而这里的多挡挡位也将会持续增加。

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  目前,对于单挡变速器其实在舒适性和噪音方面都没有太大问题,但随着电机转速的增加,单挡变速器的动力性能表现以及变速范围上会表现的差强人意,通常来说,单挡变速器不能满足最高车速是收到电机转速的限制而不是电机功率的限制。当单挡变速器慢慢无法满足使用后,两挡变速器开始出现。

  两挡变速器无论是爬坡能力还是最高车速等都可以比较好的达到,随之而来的就是换挡逻辑的问题,对于两挡变速器来说,在中高速时需要选择换挡的时机,这个时机选择可能是在平稳驾驶时也可能是在加速的时候,此时就需要考虑一个问题,怎么去管理这个换挡,同时一挡和二挡的切换逻辑也十分重要,直接影响了平顺性,要知道电动车一个很大的特点就是平顺性,尤其是面对电机这样一个大扭矩输出的动力源,舒适性就是一个需要着重考虑的点。

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  两挡变速器的总成构成和换挡技术也很有讲究。目前市面上总成构成大体有三类,分别是AMT构型、AT构型以及双电机构型。

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  AMT构型的特点是结构紧凑,性价比高;第二种AT构型的换挡品质高、无换挡中断;最后一种是双电机构型,目前很多主机厂都在对这种类型进行研究,比如上汽,这种两挡变速器无换挡中断、效率较高。与上面这三种类型对应的换挡技术分别是精进的电磁齿嵌式离合器、丰川的无同步环换挡以及DCC动态可控离合器。这些路线各有优缺点,谁都不知道谁能笑到最后。

  现阶段来说,两挡变速器其实已经有量产,大部分搭载在高性能车型上,比如插电混动的宝马i8,它在前桥集成了GKN的两挡减速器,这套系统为其带来了优秀的加速性能,纯电模式下都可以达到250km/h。

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  舍弗勒的两挡变速器也是现阶段的明星产品,这台集成了电机、减速齿轮组、差速器以及换挡执行机构的电驱系统,可以完成纯电驱动、制动能量回收等功能,目前长安CS75 PHEV和WEY P8(参数|询价)都有配备。

  我们目前看到的这些量产两挡变速器都是国外供应商的产品,上汽集团和BYD以及万里扬也有了相关技术的储备,不过在具体的两挡技术路线方面,大家还都在摸索阶段。

  除了两挡变速器,电动车用CVT也是一个发展方向。目前博世已经完成了相关研究,根据博世的研究,他们认为使用CVT可以让电机的转速降低,同时增加低速挡的扭矩,同时CVT天生的舒适性也可以避免两挡变速器的顿挫感,另外,使用CVT和电机组合,可以在同样的动力性能下选择功率更小的电机。在成本方面CVT也有较好的表现,因为是延续传统CVT的结构,因此从结构上看改动不大,最关键的是速比更大,为电机小型化提供了空间。

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  而万里扬更是展示了自己的电动车CVT样机。其代号为E-CVT280,这是一台完全适配电动驱动的变速器,他们认为应用于电驱的可以让电机扭矩和转速的大幅降低,可以有效减少电机材料应用及降低轴承精度,降低电机成本。而电机扭矩和转速的大幅降低,可以有效降低对控制器的需求,降低成本。

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  从博世和万里扬的分析上看,电驱CVT似乎也是未来一个很有潜力的发展方向,但不可否认有几个问题。首先是CVT承受扭矩的问题,我认为之所以需要匹配小电机,跟大电机扭矩过大,CVT无法承受有一定关系;第二点是其实电机已经有比较好的调速特性,再用CVT是否有这个必要性;第三点就是效率问题。这三个问题目前还是未知,好在万里扬的产品将会在今年6月份正式发布,我想到时候我们就能找到答案。

◆48V、集成化和冷却、NVH等老生常谈问题依然存在

  如果上面的两个是近几年凸显的问题,那么电驱动系统集成化、高速化面临的冷却、润滑、NVH噪声、功能安全等问题是传动系统电动化面临的新的巨大挑战,尤其是仿真、安全和稳定性等方面都需要全行业共同努力攻坚克难。

  48V则是合理成本条件下降低油耗的一个具有吸引力的低成本、高继承性型选择方案。我之前走访了很多商用车品牌,比如江淮商用车就已经上市了自己搭载48V微混的商用车,而对于乘用车来说,已有多家企业研发48V P2构型以及高电压的PHEV系统扩展方案,但在平台化、系统加速性能和稳定性方面仍需近一步创新和突破。另外,在BSG电机方面国内也需要加强,现阶段量产车型上使用的BSG电机大多都是法雷奥的产品,而之所以大都采购法雷奥最重要的因素就是电机的控制模块,国内厂家有能力生产BSG电机,但软件控制模块始终难以搞定。

  编辑点评:我们中国的汽车行业起步比较晚,沉淀的比较少,在技术迭代越来越快的今天,面临着很多挑战,尤其是变速器领域非常突出。我去年曾经拜访过万里扬,第一次真正了解到国内变速器行业的艰难,从最基础的铸造行业到阀体、线束都受到国外企业的强大压力,但依然有很多汽车人在不懈的努力,当我们刚刚有些起色的时候,电气化又到来了,这无疑对我们中国汽车行业带来了更严峻的挑战,因为软件和芯片这两个方面我们依然十分薄弱,因此,未来的中国车企和供应商依然充满了险阻,但正所谓:“雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。”无论未来中国车企是走结盟还是其他的道路,我们不能放弃,踏踏实实做事情,才能真真正正得发展。(图/文 汽车之家 冷晓阳)

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  • WEY P8 2018款 2.0T 旗舰型 阅读测试文章
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    评测编辑-孔晨星:

    P8比VV7贵9万,但它比VV7快很多、好开很多,也更省油,它还有了能提升操控和通过能力的四驱,这9万我觉得值。

    评测编辑-李坤:

    无论外观内饰还是驾驶感受都挺不错,作为长城新能源产品序列的一个开端我感觉价格有点高了,希望尽早推出更多接地气的产品。

    评测编辑-于晗:

    P8与VV7的外形内饰极其接近——后者好的地方前者都有,差别却不只是一个电动机和四驱,单纯就P8的表现而言,可以说是一款合格的产品。

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WEY P8

指导价:25.98-27.98万
级别:中型SUV
发动机:2.0T
变速箱:双离合