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混动 变速器 冷晓阳 汽车之家

◆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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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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