福工動(dòng)力張德平:新能源商用車(chē)驅(qū)動(dòng)總成方案
3月31日下午,“中國(guó)新能源客車(chē)發(fā)展論壇”如期召開(kāi),與會(huì)專(zhuān)家及企業(yè)代表進(jìn)行了“新能源技術(shù)路線(xiàn)之爭(zhēng)-相悖與相融”、“新能源核心部件創(chuàng)新發(fā)展研討會(huì)”、“客車(chē)安全防范與智能公交建設(shè)交流會(huì)”三場(chǎng)討論。對(duì)新能源客車(chē)的發(fā)展起到了助推作用, 中國(guó)道路運(yùn)輸協(xié)會(huì)、城市客運(yùn)分會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)葉東強(qiáng)主持論壇。福建省福工動(dòng)力技術(shù)有限公司技術(shù)中心主任張德平出席了此次論壇,以《新能源商用車(chē)驅(qū)動(dòng)總成方案》為題發(fā)表精彩發(fā)言。
以下為演講實(shí)錄:
各位領(lǐng)導(dǎo)、各位行業(yè)的同仁大家下午好!
我是來(lái)自福建省福工動(dòng)力技術(shù)有限公司的張德平,很榮幸跟大家探討新能源商用車(chē)驅(qū)動(dòng)總成的發(fā)展方案。
首先我們翻開(kāi)中國(guó)制造2025的藍(lán)皮書(shū),藍(lán)皮書(shū)上有提到在未來(lái)30年傳統(tǒng)的車(chē)還是占我們總量的大部分,是一個(gè)主流。但是在未來(lái)30年內(nèi)以混合動(dòng)力為基礎(chǔ)的HEV和PHEV未來(lái)30年將是蓬勃發(fā)展期。
混合動(dòng)力核心部件是混合動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)總成,因?yàn)樗鼪Q定了我們電控系統(tǒng)的架構(gòu),也決定了我們電池的選型,我們認(rèn)為在窗口期我們要大力對(duì)驅(qū)動(dòng)總成進(jìn)行創(chuàng)新。
眾所周知,目前在世界公認(rèn)最先進(jìn)、最好的是豐田的總成,歷經(jīng)20年推廣數(shù)量有一千萬(wàn)輛,目前運(yùn)行非常穩(wěn)定,它是基于單行星排動(dòng)力分流的系統(tǒng),我們?cè)谶@一塊進(jìn)行深入的創(chuàng)新,帶來(lái)了復(fù)合行星排動(dòng)力分流的系統(tǒng),我們希望把這個(gè)性能優(yōu)于豐田的系統(tǒng)應(yīng)用于商用車(chē)的領(lǐng)域。為什么性能上能優(yōu)于豐田的系統(tǒng),我從結(jié)構(gòu)上向大家做一個(gè)介紹:
首先在結(jié)構(gòu)上,我們可以轉(zhuǎn)化成4個(gè)軸,相對(duì)于豐田的3軸我們多了一個(gè)軸,在里面集成了兩個(gè)制動(dòng)器,這樣在控制上面產(chǎn)生了三個(gè)自由度的控制模式,在效率上面的選擇和最優(yōu)的選擇上面,比豐田兩個(gè)自由度多了一個(gè)選擇的空間。這一款產(chǎn)品我們擁有獨(dú)立自主的專(zhuān)利,專(zhuān)利覆蓋了大部分的歐美日發(fā)達(dá)國(guó)家,可以銷(xiāo)往世界各地,同時(shí)國(guó)內(nèi)也有32項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利,它是一個(gè)無(wú)級(jí)變速的總成,從右側(cè)看到,它是有兩個(gè)電機(jī)、軸齒結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、還有整個(gè)殼體等高度集成在一起,它是一個(gè)機(jī)電液高度一體化的驅(qū)動(dòng)總成。
這是它的一個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu),大致介紹一下,在我們主箱體里面有兩個(gè)電機(jī),大電機(jī)和小電機(jī)集合在一起。這個(gè)是副箱體、發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)還有減速機(jī)構(gòu)整個(gè)構(gòu)成了一個(gè)驅(qū)動(dòng)總成。
我們通常用杠桿圖的形式表達(dá)的動(dòng)力分流行星排結(jié)構(gòu),左邊是福工系統(tǒng)架構(gòu),右邊是豐田的系統(tǒng)架構(gòu),我們雙星排是四個(gè)軸,中間藍(lán)色是發(fā)動(dòng)機(jī),綠色是輸出,然后E2是大電機(jī),大家看到豐田的輸出跟E2在同一個(gè)軸上的,它一個(gè)固定的速比,E2一定跟發(fā)動(dòng)機(jī)的速度按照固定速比的。我們?cè)贓1與發(fā)動(dòng)機(jī)上面分別有兩個(gè)制動(dòng)器,在純電動(dòng)起步的階段,我們兩個(gè)電機(jī)可以同時(shí)驅(qū)動(dòng),豐田只能靠E2單獨(dú)驅(qū)動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的過(guò)程是一樣的。
在加速過(guò)程,從這里可以看出,我們?nèi)齻€(gè)動(dòng)力源,兩個(gè)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)可以一起驅(qū)動(dòng)輸出,豐田是由E2根發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),E1在發(fā)電,相當(dāng)于維護(hù)杠桿的平衡,有一個(gè)抑制的過(guò)程,在這里E1的效率是比較低的。我們?cè)谥兴俚臅r(shí)候可以把E1給鎖死,而豐田E1持續(xù)的發(fā)電,發(fā)電的過(guò)程中給E2,這個(gè)過(guò)程效率是偏低的。高速的時(shí)候我們是四根軸,我們的發(fā)動(dòng)機(jī)可以控制在更好的在高效率區(qū)間工作,高效率區(qū)間相對(duì)于豐田的高效率區(qū)間,我們有更多的選擇。
做一個(gè)小結(jié),我們這個(gè)系統(tǒng)
第一、是克服大電機(jī)度隨車(chē)速上升的問(wèn)題。
第二、利用鎖止離合器,避免了中高速段抑制,克服了小電極總需反作用于發(fā)動(dòng)機(jī)的。
第三、雙電機(jī)調(diào)速,具有更多的自由度把電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)放在最佳效率區(qū)工作
在控制上,我們把整個(gè)控制分為三個(gè)層次,
首先第一個(gè),是監(jiān)控層,里面主要是對(duì)基本的安全一個(gè)架構(gòu)進(jìn)行組建,同時(shí)還有對(duì)最基本的性能進(jìn)行一個(gè)組建。
第二個(gè),基于四個(gè)軸的原理,我們進(jìn)行扭矩平衡架構(gòu)的構(gòu)建。
第三個(gè),在前面兩個(gè)形成前提下,我們進(jìn)行能量管理的優(yōu)化。
如何能夠達(dá)到最優(yōu)的能量管理,我們還是基于四根軸非常寬泛自由度的方式,我們可以把每一個(gè)情況和點(diǎn)標(biāo)在工況區(qū)間里面,把電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、行星排還有電機(jī)控制器、電池把所有的最高效的區(qū)間都輸入在我們數(shù)據(jù)里面,雖然有無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn),比如說(shuō)在下面有無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn),但是我們根據(jù)整車(chē)的需求通過(guò)離線(xiàn)的方線(xiàn)進(jìn)行篩選,得到在某個(gè)工況下得到最優(yōu)的總統(tǒng)效率的區(qū)間,進(jìn)而達(dá)到最好的油耗。
這一幅圖里面,看到我們實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上所有的數(shù)據(jù)在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)里面,進(jìn)行了篩選和優(yōu)化。
目前,我們有兩款產(chǎn)品分別是1800這個(gè)產(chǎn)品,目前應(yīng)用在5到6米的輕客上面,18000應(yīng)用在9到12米的大巴上。后續(xù)還會(huì)研發(fā)2800產(chǎn)品應(yīng)用在6-8米的中巴上。同時(shí)這個(gè)是一個(gè)平臺(tái)化的產(chǎn)品,可以應(yīng)用在混合動(dòng)力上面,也可以應(yīng)用在插電式混合動(dòng)力上面。
簡(jiǎn)要介紹一下我們公司,福工動(dòng)力是最早從事于新能源研發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)之一,目前全國(guó)200多個(gè)城市應(yīng)用我們的產(chǎn)品,市場(chǎng)占有率前五,行業(yè)影響力前三,曾經(jīng)獲得四項(xiàng)國(guó)家節(jié)油大賽的冠軍。隨著補(bǔ)貼的下降,也呼吁廣大的客戶(hù)更多關(guān)注我們產(chǎn)品性?xún)r(jià)比,并不是價(jià)格最低這種類(lèi)型的。使我們驅(qū)動(dòng)總成能夠發(fā)展在一個(gè)比較快速進(jìn)步,良性發(fā)展的軌道,最后使我們國(guó)家的驅(qū)動(dòng)總成在補(bǔ)貼下降或者沒(méi)有補(bǔ)貼的時(shí)候,也可以在全世界范圍內(nèi)處理領(lǐng)先地位。謝謝大家!
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