余平:兩檔變速將成為新能源客車驅動的主流

大家好,非常感謝大家來到這個論壇,今天我給大家匯報一下我們公司在新能源汽車驅動技術方面的一些進展,題目是突破傳動的核心技術,引領純電驅動的動力總成。純電驅動是我們國家既定的新能源汽車的驅動戰略,昨天歐陽明高老師,包括很多領導也都提到,這個戰略實際上目前來講取得了很好的效果。純電驅動在新的一年,隨著新的補貼,還有新的市場發展,進入了一個新的競爭階段。客車方面,永磁直驅電機已經成為新能源客車驅動的主流。乘用車方面,電機結合固定速比已經成為了新能源乘用車的主流技術。目前大家看到市場里面很多產品都是類似的產品。但是我們今年面臨一個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,技術的進步不會止步,市場呼喚更好的性能、更高的效率和更優的成本,所以今天我想給大家匯報一下在客車領域,包括在乘用車領域我們做的主要工作。
在客車領域,2016年我們看到高效的永磁直驅電機已經基本上完全取代了異步電機,成為了絕對的客車驅動主流,具有非常好的降低電耗、降低運營成本、降低電池成本的優勢,因為電機高效了,電池可以少裝一些。2017年以后的趨勢,我們認為客車市場會進一步細分,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格,特別是隨著新的補貼政策出臺。這是很好的政策,它是擇優給獎勵、擇優給補貼,將會促進行業進一步進步,使得在電耗和性能方面的競爭進一步升級,成本也必須快速降低。我們算一下,在插電混合動力,純電客車補貼大概下降40%左右,基本上成本也要等比下降。
目前我們以純電直驅為主的驅動方案必須針對新能源客車的大小、工況量體裁衣,但實際上直驅技術我們改進偏小,因為我們做得已經太好了,所以改進空間就小了。單電機直驅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,因為它用的電機材料比較多。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。一方面是高端直驅向非對稱的雙電機動力分配技術轉變,這是我們公司在這方面主推的直驅解決方案,主要是把大電機、小電機,一個高速、一個低速結合起來,使得電機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的防護等級將會進一步結合IP69K(防水噴濺、防水噴射)等級發展;IP68并不合適。
剛才我講到直驅技術的局限,我們在這里看到的是一個典型的2800N·m的電機,在滿足13%~15%的基本爬坡度要求,在12米客車上,如果要跑90km以上的續駛高速,即使在C-WTVC的工況下,很難實現工況的跟隨,也就是在這個地方滿足不了車速的要求。
在插電混合動力領域我們可以看到,高電功率比、高轉矩的ISG混電系統也是我們國家,像包括宇通客車等很多企業自主研發,而且自主推廣的系統,基本上把國外的系統徹底地逐出了市場,基本上骨干的混合動力整車廠也都自主掌握了ISG混聯技術的電控。而且,我們國家也有AMT并聯混合動力產品,雖然產量上居次席的地位,基本上也把國外的系統全面取代了。
新的補貼政策在純電驅動方面將會要求我們進一步提高輸出,降低成本和實現輕量化。所以我們重點攻關的方案是少檔位變速箱的方案,比如兩檔箱的方案。我們認為除了公交以外,這種構型也將會向公路、團體旅游市場發展。
另外我們可以看到,新能源汽車的發展實際上給市場,給我們客戶帶來了很多驚喜,新能源汽車以純電驅動為主,它實際上相對于傳統的變速器等系統,包括離合變速系統,它的可靠性和耐久性穩步提升,已經達到了傳統動力總成的要求。同時,我們很多的創新是圍繞免維護、少維護進行的。比如在新能源汽車方面,我們的制動維護里程已經延長了,成本下降了;現在我們在顛覆傳統變速箱、干式離合器這種維護,讓客戶用新能源汽車的系統就像用一個電冰箱一樣,車造出來一輩子不用去維護、不用去換零件。
我們公司的戰略就是持續推動技術進步,打造世界領先的新能源商用車電動系統。直驅電機的進步差不多了,我們最關鍵的是要突破離合器和少檔位變速器的產品瓶頸,構建電機加傳動的優勢產品。變速器并不是檔位越多越難做,在電動領域,實際上檔位越少越難做,因為換擋的級差很大。舉一個例子,首先在離合方面,精進電動的第一代ISG混聯產品,在油耗、可靠性方面絕對是行業標桿,終端客戶非常忠誠。我們在在2014年、2015年第一代系統里采用氣動電控干式離合器。我們經過四年的研發,已經徹底淘汰了氣動干式離合器,實現了電磁離合器,百萬公里免維護,已經推廣了上千套,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)。這個離合器最根本的特點就是通過創新性的電磁設計,實現了在干式條件下,金屬對金屬的嚙合,同時實現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的優點:一滴油不用加,一次箱子不用搭,一次離合器不用換,一只氣缸都不會壞,給客戶帶來百萬公里免維護的優勢。這個技術同時我們的總成帶來了總尺寸縮短,重量降低的好處。另外兩個很重要的優點,首先當我們維護量少的時候,我們給客戶節省了維護變速箱、離合器的費用,每年大概6000到10000元。同時,以往的干式離合器是不防水的,因為有通風、排塵各方面的要求;我們的新型離合器也做到了取消在動力總成里面所有的漏水點,使混動完全可以實現浸水運行。
下一步我們將會依托精進電動高節油率、高性能的大混聯系統,在行業內率先沖擊60%的節油率。目前行業里幾乎只有這個系統能達到國家新提出的最高節油率指標。我們要實現12米客車百公里油耗15升;另加百萬公里免維護。同時,這個免維護混動技術將會向輕型客車,像依維柯、凌特等車型發展。目前是在上公告,依維柯公司跟我們的合作馬上推出。這是我們行業第一次使新能源混動系統能夠上到6米、7米的輕型客車。輕客是我們國家一個大市場,但是還沒有自動變速器的解決方案;通過我們的系統,我們既解決了混合動力,又解決了自動變速器。另外,我們這個技術同時也將會大批量地推廣到乘用車,這是我們跟北汽集團合作的串并聯混合動力,也是用電磁離合的乘用車解決方案。
在少檔位變速方法,我們在百人會展會上也展出了我們率先推出的電磁操作的兩檔變速器。當變速器檔位越少的時候,實際上換檔的級差越大,同步的要求越高,所以這類純電驅動專用兩檔變速器一直是行業的難題,我們采用了非常有創新性的直接檔和U型傳動路線的換擋機構布置,實現了2.5:1的速比和1:1的兩個速比。我們實現了純電磁操作的換檔,而且完全電同步,把傳統AMT的損耗降低了80%以上,因為既沒有同步的損耗,同時也沒有在換檔以后離合器的拖曳損耗。同時我們做到很高的輸入轉矩。采用了兩檔變速器,一方面可以把2800牛米的直驅電機的電機要求,變成1000到1500牛米,同時我們在提高爬坡度1/3的條件下可以滿足高速要求,是對直驅電機的很大改善。通過降低電機的轉矩要求,我們可以把電機的有效材料降低60%以上,同時降低20%以上的系統總成本,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電機和AMT變速箱都更好、更平衡。
在電機方面我們在油冷電機方面成為了國際級的供應商,目前三個競爭對手都是日本的。我們的產品拿到今年沃德的全球十佳發動機大獎,主要的配套是克萊斯勒的MPV。另外,我們的220系列電機產品配套的吉利帝豪EV車型是去年的行業冠軍車型,同時也配套15家以上其他的客戶,實現了非常好的經濟批量。但是乘用車的獨立驅動電機將會向電機和一體化減速的方案發展。大家可以到我們的展位上看一下,我們率先把電機和減速器實現了一體化,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量,包括最容易失效的高速軸和軸承;我們實現了10%的減重,減小尺寸10%~15%。同時,我們取消了電機和減速器之間的接口,客戶再也不用困擾把電機跟減速器先裝起來,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,實現了用小電機加單級高速減速器,把電機轉速從直驅方案的6000轉提高到了減速方案的14000轉,把電機的重量降低了70%,雖然我們要花點錢去做這個減速器,但是我們最終實現了減重25%,減小尺寸30%,降低成本20%的目標。另外一個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,有效地提高了電機的位置,電機的位置比傳動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。
我們精進電動將會進步,打造國際領先的電動系統企業。謝謝大家!
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