福工動力張德平:新能源商用車驅(qū)動總成方案
3月31日下午,“中國新能源客車發(fā)展論壇”如期召開,與會專家及企業(yè)代表進行了“新能源技術(shù)路線之爭-相悖與相融”、“新能源核心部件創(chuàng)新發(fā)展研討會”、“客車安全防范與智能公交建設(shè)交流會”三場討論。對新能源客車的發(fā)展起到了助推作用, 中國道路運輸協(xié)會、城市客運分會副秘書長葉東強主持論壇。福建省福工動力技術(shù)有限公司技術(shù)中心主任張德平出席了此次論壇,以《新能源商用車驅(qū)動總成方案》為題發(fā)表精彩發(fā)言。
以下為演講實錄:
各位領(lǐng)導、各位行業(yè)的同仁大家下午好!
我是來自福建省福工動力技術(shù)有限公司的張德平,很榮幸跟大家探討新能源商用車驅(qū)動總成的發(fā)展方案。
首先我們翻開中國制造2025的藍皮書,藍皮書上有提到在未來30年傳統(tǒng)的車還是占我們總量的大部分,是一個主流。但是在未來30年內(nèi)以混合動力為基礎(chǔ)的HEV和PHEV未來30年將是蓬勃發(fā)展期。
混合動力核心部件是混合動力的驅(qū)動總成,因為它決定了我們電控系統(tǒng)的架構(gòu),也決定了我們電池的選型,我們認為在窗口期我們要大力對驅(qū)動總成進行創(chuàng)新。
眾所周知,目前在世界公認最先進、最好的是豐田的總成,歷經(jīng)20年推廣數(shù)量有一千萬輛,目前運行非常穩(wěn)定,它是基于單行星排動力分流的系統(tǒng),我們在這一塊進行深入的創(chuàng)新,帶來了復合行星排動力分流的系統(tǒng),我們希望把這個性能優(yōu)于豐田的系統(tǒng)應用于商用車的領(lǐng)域。為什么性能上能優(yōu)于豐田的系統(tǒng),我從結(jié)構(gòu)上向大家做一個介紹:
首先在結(jié)構(gòu)上,我們可以轉(zhuǎn)化成4個軸,相對于豐田的3軸我們多了一個軸,在里面集成了兩個制動器,這樣在控制上面產(chǎn)生了三個自由度的控制模式,在效率上面的選擇和最優(yōu)的選擇上面,比豐田兩個自由度多了一個選擇的空間。這一款產(chǎn)品我們擁有獨立自主的專利,專利覆蓋了大部分的歐美日發(fā)達國家,可以銷往世界各地,同時國內(nèi)也有32項發(fā)明專利,它是一個無級變速的總成,從右側(cè)看到,它是有兩個電機、軸齒結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、還有整個殼體等高度集成在一起,它是一個機電液高度一體化的驅(qū)動總成。
這是它的一個內(nèi)部結(jié)構(gòu),大致介紹一下,在我們主箱體里面有兩個電機,大電機和小電機集合在一起。這個是副箱體、發(fā)動機、電機還有減速機構(gòu)整個構(gòu)成了一個驅(qū)動總成。
我們通常用杠桿圖的形式表達的動力分流行星排結(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),我們雙星排是四個軸,中間藍色是發(fā)動機,綠色是輸出,然后E2是大電機,大家看到豐田的輸出跟E2在同一個軸上的,它一個固定的速比,E2一定跟發(fā)動機的速度按照固定速比的。我們在E1與發(fā)動機上面分別有兩個制動器,在純電動起步的階段,我們兩個電機可以同時驅(qū)動,豐田只能靠E2單獨驅(qū)動,發(fā)動機啟動的過程是一樣的。
在加速過程,從這里可以看出,我們?nèi)齻€動力源,兩個電機和發(fā)動機可以一起驅(qū)動輸出,豐田是由E2根發(fā)動機進行驅(qū)動,E1在發(fā)電,相當于維護杠桿的平衡,有一個抑制的過程,在這里E1的效率是比較低的。我們在中速的時候可以把E1給鎖死,而豐田E1持續(xù)的發(fā)電,發(fā)電的過程中給E2,這個過程效率是偏低的。高速的時候我們是四根軸,我們的發(fā)動機可以控制在更好的在高效率區(qū)間工作,高效率區(qū)間相對于豐田的高效率區(qū)間,我們有更多的選擇。
做一個小結(jié),我們這個系統(tǒng)
第一、是克服大電機度隨車速上升的問題。
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)動機的。
第三、雙電機調(diào)速,具有更多的自由度把電機與發(fā)動機放在最佳效率區(qū)工作
在控制上,我們把整個控制分為三個層次,
首先第一個,是監(jiān)控層,里面主要是對基本的安全一個架構(gòu)進行組建,同時還有對最基本的性能進行一個組建。
第二個,基于四個軸的原理,我們進行扭矩平衡架構(gòu)的構(gòu)建。
第三個,在前面兩個形成前提下,我們進行能量管理的優(yōu)化。
如何能夠達到最優(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,我們可以把每一個情況和點標在工況區(qū)間里面,把電機、發(fā)動機、行星排還有電機控制器、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,雖然有無數(shù)個點,比如說在下面有無數(shù)個點,但是我們根據(jù)整車的需求通過離線的方線進行篩選,得到在某個工況下得到最優(yōu)的總統(tǒng)效率的區(qū)間,進而達到最好的油耗。
這一幅圖里面,看到我們實驗臺架上所有的數(shù)據(jù)在一個數(shù)據(jù)庫里面,進行了篩選和優(yōu)化。
目前,我們有兩款產(chǎn)品分別是1800這個產(chǎn)品,目前應用在5到6米的輕客上面,18000應用在9到12米的大巴上。后續(xù)還會研發(fā)2800產(chǎn)品應用在6-8米的中巴上。同時這個是一個平臺化的產(chǎn)品,可以應用在混合動力上面,也可以應用在插電式混合動力上面。
簡要介紹一下我們公司,福工動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200多個城市應用我們的產(chǎn)品,市場占有率前五,行業(yè)影響力前三,曾經(jīng)獲得四項國家節(jié)油大賽的冠軍。隨著補貼的下降,也呼吁廣大的客戶更多關(guān)注我們產(chǎn)品性價比,并不是價格最低這種類型的。使我們驅(qū)動總成能夠發(fā)展在一個比較快速進步,良性發(fā)展的軌道,最后使我們國家的驅(qū)動總成在補貼下降或者沒有補貼的時候,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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