余平:兩檔變速將成為新能源客車驅(qū)動(dòng)的主流
大家好,非常感謝大家來到這個(gè)論壇,今天我給大家匯報(bào)一下我們公司在新能源汽車驅(qū)動(dòng)技術(shù)方面的一些進(jìn)展,題目是突破傳動(dòng)的核心技術(shù),引領(lǐng)純電驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力總成。純電驅(qū)動(dòng)是我們國家既定的新能源汽車的驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略,昨天歐陽明高老師,包括很多領(lǐng)導(dǎo)也都提到,這個(gè)戰(zhàn)略實(shí)際上目前來講取得了很好的效果。純電驅(qū)動(dòng)在新的一年,隨著新的補(bǔ)貼,還有新的市場發(fā)展,進(jìn)入了一個(gè)新的競爭階段。客車方面,永磁直驅(qū)電機(jī)已經(jīng)成為新能源客車驅(qū)動(dòng)的主流。乘用車方面,電機(jī)結(jié)合固定速比已經(jīng)成為了新能源乘用車的主流技術(shù)。目前大家看到市場里面很多產(chǎn)品都是類似的產(chǎn)品。但是我們今年面臨一個(gè)2800萬輛的市場,是世界上最大的市場,也是世界上最多元化的市場,技術(shù)的進(jìn)步不會(huì)止步,市場呼喚更好的性能、更高的效率和更優(yōu)的成本,所以今天我想給大家匯報(bào)一下在客車領(lǐng)域,包括在乘用車領(lǐng)域我們做的主要工作。
在客車領(lǐng)域,2016年我們看到高效的永磁直驅(qū)電機(jī)已經(jīng)基本上完全取代了異步電機(jī),成為了絕對的客車驅(qū)動(dòng)主流,具有非常好的降低電耗、降低運(yùn)營成本、降低電池成本的優(yōu)勢,因?yàn)殡姍C(jī)高效了,電池可以少裝一些。2017年以后的趨勢,我們認(rèn)為客車市場會(huì)進(jìn)一步細(xì)分,形成高低端分化的市場、多元化的市場,電耗和性能的要求更加嚴(yán)格,特別是隨著新的補(bǔ)貼政策出臺(tái)。這是很好的政策,它是擇優(yōu)給獎(jiǎng)勵(lì)、擇優(yōu)給補(bǔ)貼,將會(huì)促進(jìn)行業(yè)進(jìn)一步進(jìn)步,使得在電耗和性能方面的競爭進(jìn)一步升級(jí),成本也必須快速降低。我們算一下,在插電混合動(dòng)力,純電客車補(bǔ)貼大概下降40%左右,基本上成本也要等比下降。
目前我們以純電直驅(qū)為主的驅(qū)動(dòng)方案必須針對新能源客車的大小、工況量體裁衣,但實(shí)際上直驅(qū)技術(shù)我們改進(jìn)偏小,因?yàn)槲覀冏龅靡呀?jīng)太好了,所以改進(jìn)空間就小了。單電機(jī)直驅(qū)主要存在爬坡度不足、中高速性能不足、重量比較大、成本比較高,因?yàn)樗玫碾姍C(jī)材料比較多。另外解決方案,如昨天萬鋼部長闡述了二次加速、再次加速的要求。一方面是高端直驅(qū)向非對稱的雙電機(jī)動(dòng)力分配技術(shù)轉(zhuǎn)變,這是我們公司在這方面主推的直驅(qū)解決方案,主要是把大電機(jī)、小電機(jī),一個(gè)高速、一個(gè)低速結(jié)合起來,使得電機(jī)在全工況平面下有比較好的效果。另外,萬鋼部長也提到用兩檔變速的方法,用變速方法,特別是少檔位變速的方案。最后提一句,IP67的防護(hù)等級(jí)將會(huì)進(jìn)一步結(jié)合IP69K(防水噴濺、防水噴射)等級(jí)發(fā)展;IP68并不合適。
剛才我講到直驅(qū)技術(shù)的局限,我們在這里看到的是一個(gè)典型的2800N·m的電機(jī),在滿足13%~15%的基本爬坡度要求,在12米客車上,如果要跑90km以上的續(xù)駛高速,即使在C-WTVC的工況下,很難實(shí)現(xiàn)工況的跟隨,也就是在這個(gè)地方滿足不了車速的要求。
在插電混合動(dòng)力領(lǐng)域我們可以看到,高電功率比、高轉(zhuǎn)矩的ISG混電系統(tǒng)也是我們國家,像包括宇通客車等很多企業(yè)自主研發(fā),而且自主推廣的系統(tǒng),基本上把國外的系統(tǒng)徹底地逐出了市場,基本上骨干的混合動(dòng)力整車廠也都自主掌握了ISG混聯(lián)技術(shù)的電控。而且,我們國家也有AMT并聯(lián)混合動(dòng)力產(chǎn)品,雖然產(chǎn)量上居次席的地位,基本上也把國外的系統(tǒng)全面取代了。
新的補(bǔ)貼政策在純電驅(qū)動(dòng)方面將會(huì)要求我們進(jìn)一步提高輸出,降低成本和實(shí)現(xiàn)輕量化。所以我們重點(diǎn)攻關(guān)的方案是少檔位變速箱的方案,比如兩檔箱的方案。我們認(rèn)為除了公交以外,這種構(gòu)型也將會(huì)向公路、團(tuán)體旅游市場發(fā)展。
另外我們可以看到,新能源汽車的發(fā)展實(shí)際上給市場,給我們客戶帶來了很多驚喜,新能源汽車以純電驅(qū)動(dòng)為主,它實(shí)際上相對于傳統(tǒng)的變速器等系統(tǒng),包括離合變速系統(tǒng),它的可靠性和耐久性穩(wěn)步提升,已經(jīng)達(dá)到了傳統(tǒng)動(dòng)力總成的要求。同時(shí),我們很多的創(chuàng)新是圍繞免維護(hù)、少維護(hù)進(jìn)行的。比如在新能源汽車方面,我們的制動(dòng)維護(hù)里程已經(jīng)延長了,成本下降了;現(xiàn)在我們在顛覆傳統(tǒng)變速箱、干式離合器這種維護(hù),讓客戶用新能源汽車的系統(tǒng)就像用一個(gè)電冰箱一樣,車造出來一輩子不用去維護(hù)、不用去換零件。
我們公司的戰(zhàn)略就是持續(xù)推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步,打造世界領(lǐng)先的新能源商用車電動(dòng)系統(tǒng)。直驅(qū)電機(jī)的進(jìn)步差不多了,我們最關(guān)鍵的是要突破離合器和少檔位變速器的產(chǎn)品瓶頸,構(gòu)建電機(jī)加傳動(dòng)的優(yōu)勢產(chǎn)品。變速器并不是檔位越多越難做,在電動(dòng)領(lǐng)域,實(shí)際上檔位越少越難做,因?yàn)閾Q擋的級(jí)差很大。舉一個(gè)例子,首先在離合方面,精進(jìn)電動(dòng)的第一代ISG混聯(lián)產(chǎn)品,在油耗、可靠性方面絕對是行業(yè)標(biāo)桿,終端客戶非常忠誠。我們在在2014年、2015年第一代系統(tǒng)里采用氣動(dòng)電控干式離合器。我們經(jīng)過四年的研發(fā),已經(jīng)徹底淘汰了氣動(dòng)干式離合器,實(shí)現(xiàn)了電磁離合器,百萬公里免維護(hù),已經(jīng)推廣了上千套,甚至我們的客戶前幾批車直接開到拉薩去,翻過唐古拉山口(海拔五千多米)。這個(gè)離合器最根本的特點(diǎn)就是通過創(chuàng)新性的電磁設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了在干式條件下,金屬對金屬的嚙合,同時(shí)實(shí)現(xiàn)無縫的全同步的接合,沒有磨損,這樣就給客戶帶來了百萬公里免維護(hù)的優(yōu)點(diǎn):一滴油不用加,一次箱子不用搭,一次離合器不用換,一只氣缸都不會(huì)壞,給客戶帶來百萬公里免維護(hù)的優(yōu)勢。這個(gè)技術(shù)同時(shí)我們的總成帶來了總尺寸縮短,重量降低的好處。另外兩個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn),首先當(dāng)我們維護(hù)量少的時(shí)候,我們給客戶節(jié)省了維護(hù)變速箱、離合器的費(fèi)用,每年大概6000到10000元。同時(shí),以往的干式離合器是不防水的,因?yàn)橛型L(fēng)、排塵各方面的要求;我們的新型離合器也做到了取消在動(dòng)力總成里面所有的漏水點(diǎn),使混動(dòng)完全可以實(shí)現(xiàn)浸水運(yùn)行。
下一步我們將會(huì)依托精進(jìn)電動(dòng)高節(jié)油率、高性能的大混聯(lián)系統(tǒng),在行業(yè)內(nèi)率先沖擊60%的節(jié)油率。目前行業(yè)里幾乎只有這個(gè)系統(tǒng)能達(dá)到國家新提出的最高節(jié)油率指標(biāo)。我們要實(shí)現(xiàn)12米客車百公里油耗15升;另加百萬公里免維護(hù)。同時(shí),這個(gè)免維護(hù)混動(dòng)技術(shù)將會(huì)向輕型客車,像依維柯、凌特等車型發(fā)展。目前是在上公告,依維柯公司跟我們的合作馬上推出。這是我們行業(yè)第一次使新能源混動(dòng)系統(tǒng)能夠上到6米、7米的輕型客車。輕客是我們國家一個(gè)大市場,但是還沒有自動(dòng)變速器的解決方案;通過我們的系統(tǒng),我們既解決了混合動(dòng)力,又解決了自動(dòng)變速器。另外,我們這個(gè)技術(shù)同時(shí)也將會(huì)大批量地推廣到乘用車,這是我們跟北汽集團(tuán)合作的串并聯(lián)混合動(dòng)力,也是用電磁離合的乘用車解決方案。
在少檔位變速方法,我們在百人會(huì)展會(huì)上也展出了我們率先推出的電磁操作的兩檔變速器。當(dāng)變速器檔位越少的時(shí)候,實(shí)際上換檔的級(jí)差越大,同步的要求越高,所以這類純電驅(qū)動(dòng)專用兩檔變速器一直是行業(yè)的難題,我們采用了非常有創(chuàng)新性的直接檔和U型傳動(dòng)路線的換擋機(jī)構(gòu)布置,實(shí)現(xiàn)了2.5:1的速比和1:1的兩個(gè)速比。我們實(shí)現(xiàn)了純電磁操作的換檔,而且完全電同步,把傳統(tǒng)AMT的損耗降低了80%以上,因?yàn)榧葲]有同步的損耗,同時(shí)也沒有在換檔以后離合器的拖曳損耗。同時(shí)我們做到很高的輸入轉(zhuǎn)矩。采用了兩檔變速器,一方面可以把2800牛米的直驅(qū)電機(jī)的電機(jī)要求,變成1000到1500牛米,同時(shí)我們在提高爬坡度1/3的條件下可以滿足高速要求,是對直驅(qū)電機(jī)的很大改善。通過降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩要求,我們可以把電機(jī)的有效材料降低60%以上,同時(shí)降低20%以上的系統(tǒng)總成本,減少1/3的重量。它的電耗、爬坡度、高速能力,可靠性相對于大型直驅(qū)電機(jī)和AMT變速箱都更好、更平衡。
在電機(jī)方面我們在油冷電機(jī)方面成為了國際級(jí)的供應(yīng)商,目前三個(gè)競爭對手都是日本的。我們的產(chǎn)品拿到今年沃德的全球十佳發(fā)動(dòng)機(jī)大獎(jiǎng),主要的配套是克萊斯勒的MPV。另外,我們的220系列電機(jī)產(chǎn)品配套的吉利帝豪EV車型是去年的行業(yè)冠軍車型,同時(shí)也配套15家以上其他的客戶,實(shí)現(xiàn)了非常好的經(jīng)濟(jì)批量。但是乘用車的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電機(jī)將會(huì)向電機(jī)和一體化減速的方案發(fā)展。大家可以到我們的展位上看一下,我們率先把電機(jī)和減速器實(shí)現(xiàn)了一體化,而且我們把減速器的輸入軸,就是減速器里最高速、最難做的軸完全取消掉,有效地降低了零部件的數(shù)量,包括最容易失效的高速軸和軸承;我們實(shí)現(xiàn)了10%的減重,減小尺寸10%~15%。同時(shí),我們?nèi)∠穗姍C(jī)和減速器之間的接口,客戶再也不用困擾把電機(jī)跟減速器先裝起來,然后再往車上裝;他們只要從箱子里面把整個(gè)的總成拿出來直接往車上裝就OK了。這樣我們在零部件成本,包括在總裝成本、售后成本,給客戶帶來了30%左右的降低。
我們在輕型物流車方面,這也是我們國家的大市場,實(shí)現(xiàn)了用小電機(jī)加單級(jí)高速減速器,把電機(jī)轉(zhuǎn)速從直驅(qū)方案的6000轉(zhuǎn)提高到了減速方案的14000轉(zhuǎn),把電機(jī)的重量降低了70%,雖然我們要花點(diǎn)錢去做這個(gè)減速器,但是我們最終實(shí)現(xiàn)了減重25%,減小尺寸30%,降低成本20%的目標(biāo)。另外一個(gè)好處就是我們的異軸減速布置方案可以有效地提高了電機(jī)的布置位置,即Z向(垂直方向)位置布置,改善了總成的離地間隙;第二,更容易避免濺水、地面的石子飛濺的破壞。請看這個(gè)圖片的對比:我們的高速一體化異軸減速方案,有效地提高了電機(jī)的位置,電機(jī)的位置比傳動(dòng)軸的軸線位置高很多;這是競爭對手做的方案,雖然也有減速方案,但是離地間隙則非常非常局促。
我們精進(jìn)電動(dòng)將會(huì)進(jìn)步,打造國際領(lǐng)先的電動(dòng)系統(tǒng)企業(yè)。謝謝大家!
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