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舍弗勒的汽车电气化新方案

2018年12月14日 13:57

素来低调的舍弗勒在近日召开了四年一度的舍弗勒大中华区技术研讨会,一系列新技术成果令人目不睱接,有望帮助汽车产品满足更严苛的环保法规要求及多样化的出行需求。舍弗勒集团汽车主机事业部首席执行官马迪斯?青克表示:“未来驱动技术的挑战在于交通需求的多样性。而能否成功开发出解决方案,主要取决于我们是否从整体角度考虑动力总成系统以及电机、内燃机、变速箱和相关基础设施间的相互作用。舍弗勒正通过全面的产品解决方案,不断为客户创造价值。”
其中,舍弗勒新成立的电驱动事业部展示了针对未来电动车及混合动力车应用的创新解决方案,包括集成了三离合器的超紧凑型混合动力模块、新一代电驱动桥以及专用混动变速箱等。这些新技术有哪些亮点?能够解决或改善哪些状况?将如何加速汽车电气化的转型步伐?

如何平衡满足法规与降低成本的要求?

全球主要汽车市场对二氧化碳排放的限制正不断加强。欧盟计划到2030年,将2021年每公里95g的汽车碳排放目标再降低30%。中国市场也针对新能源汽车出台了许多不同的政策。考虑到各国法规要求和客户偏好各不相同,舍弗勒新成立的电驱动业务部可针对各种需求提供不同的驱动解决方案。此外,为了帮助汽车制造商降低电动车及混合动力车的成本,这些解决方案的电子电气零部件都采用了相同的开发平台。该平台包括硬件部分比如电机和功率电子零部件,还包括用于控制驱动装置的关键软件模块。

“作为各种形式电气化解决方案的开发合作伙伴,舍弗勒提供丰富且全面的产品和技术,用于实现传统动力总成系统电气化。我们可以根据客户不同的要求和驱动需求提供理想的解决方案。”马迪斯?青克表示。

更紧凑的新一代混动模块

从目前的市场看,舍弗勒的双离合器和可用于混合动力车的混合动力模块表现良好,这种被称为“P2架构”的混合动力方案的一大特点是电机位于发动机和变速箱中间。在目前的第二代混合动力模块中,舍弗勒已经成功将分离离合器集成到了电机中。该离合器负责切断电机与发动机的连接,从而实现纯电行驶。

马迪斯?青克介绍说,“针对P2混合动力解决方案,我们提供的模块可以搭配液力变矩器、无级变速器和双离合器。在这方面,舍弗勒拥有强大的优势,我们在机械领域的技术专长让我们的客户也从中受益。”

在本次研讨会上,舍弗勒展示了第三代混合动力模块。在新的模块中,整套双离合器被集成到电机中——更准确地说,是被集成到电机的转子中。为保证结合力,第三代混合动力模块采用了高性能跑车上标配的多片离合器,同时搭配了同样高度集成的执行机构来驱动三个离合器。舍弗勒打造了一款超紧凑型混合动力模块,使整个动力总成的长度非常紧凑,仅稍长于纯内燃机版的车型。

可实现百公里油耗4.5L的专用混动变速箱

随着插电式混合动力汽车市场份额的不断增加,汽车制造商开始重新审视车辆变速箱的设计。除了将电机放在变速箱的前面或后面,他们开始考虑将这两者组合成一个整体结构和功能单元。舍弗勒在本次研讨会上展示了一个具有革新意义的概念——“专用混动变速箱”。这种被称为“DH-ST 6+2”的专用混动变速箱基于机械式自动变速箱(AMT)开发而成,具有两个电机挡位和6个发动机挡位。与发动机并联运行的电机被整合到变速箱结构中,具有两个速比。这种结构的优势是可以大大提高电机在包括高车速下的效率。发动机拥有两个独立的挡位。在变速箱的两个部分中间还有一组“复合”齿轮,使发动机也能够利用电机部分的齿轮,这样就额外增加了两个挡位。该概念通过两次使用同一排齿轮,仅用5组齿轮便实现了6个发动机档位。

仿真结果表明,通过“DH-ST 6+2”专用混动变速箱不仅可以帮助车辆实现运动性能以及220kW的系统性能,还可以获得较低的WLTC油耗,百公里仅为4.5L。

输出功率增2倍多、减重超10%的新一代电驱动桥

在本次研讨会上,舍弗勒通过一款新的产品概念向客户展示,未来如何根据空间要求、驾驶性能和功能来定制化开发电驱动桥,满足电动车和混合动力车的应用需求。据介绍,早在2011年,舍弗勒就推出了一款概念车,在前后桥分别安装了一个电驱动桥,同时还在两个驱动桥上实现了扭矩矢量分配。之后,舍弗勒不仅开始批量生产电驱动桥的关键零部件,还开发了一个完整的电驱动桥家族谱系。该谱系包括平行轴式和同轴式电桥,可选择搭配的系统包括差速器、可换挡的两挡变速箱和扭矩矢量分配单元。

此次的展品与2011年的产品相比,第一代电驱动桥重达90kg,最大输出功率为60kW,而最新一代电驱动桥的最大输出功率高达145kW,重量却降低了10kg。“我们从系统的角度出发来开发电驱动桥的电气、机械和电子零部件,也只有通过这种方式,才能取得这一成果。”马迪斯?青克解释道。

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