SMM網(wǎng)訊：尊敬的詹總，尊敬的各位嘉賓，大家下午好，我是來自科力遠混合動力技術(shù)有限公司的于海生。今天跟大家分享的內(nèi)容是關(guān)于混合動力汽車動力總成技術(shù)最新解決方案。內(nèi)容包括幾個方面，科力遠混合動力技術(shù)有限公司這個名字比較新一些，但是我們公司的一個合資方是吉利，我們原來叫做吉利電子傳動有限公司，已經(jīng)有十多年的歷史。科力遠混合動力有限公司是由湖南科力遠新能源股份有限公司與吉利汽車合資而成立的，主要做混合動力總成系統(tǒng)，包括變速箱和動力系統(tǒng)的公司。公司的總部在長沙，我們在上海地區(qū)，目前主要是研發(fā)和對應(yīng)的小批量的生產(chǎn)。整個科力遠集團的戰(zhàn)略是混合動力戰(zhàn)略，主要是打造一個提供鎳氫混合動力總成系統(tǒng)的一個解決方案供應(yīng)商。對于我們CHS來講，科力遠混合動力有限公司，主要是要做最值得信賴的混合動力總成系統(tǒng)平臺的運營商。公司提供的產(chǎn)品在前面內(nèi)容中進行了介紹，主要是電池和電池包管理系統(tǒng)，鎳氫電池包和對應(yīng)混合動力變速箱，這兩個系統(tǒng)組合起來就可以成為一個動力總成系統(tǒng)。
對于混合動力系統(tǒng)來講，我們?yōu)槭裁葱枰旌蟿恿ο到y(tǒng)，傳統(tǒng)車這個地方有兩張圖，其中前面的這一張圖是我們整車的驅(qū)動需求，后面的圖是發(fā)動機的萬有特性圖?？梢钥吹?，對于整車來講，有一個非常大的扭矩范圍的需求，同時范圍要求比較窄。
對于發(fā)動機來講，轉(zhuǎn)速范圍比較寬，怎么解決這個問題，需要通過一個變速箱解決，傳統(tǒng)的動力總成當(dāng)中，有AT、BCT、MT等等這樣一些變速箱系統(tǒng)。為了更好地做到節(jié)能和減排，如何來選擇更好的動力總成系統(tǒng)，我們通過分析，無論是采用純電動也好，或者采用混合動力也好，采用傳統(tǒng)的發(fā)動機也好，它在整個的過程當(dāng)中，采用這樣的標準循環(huán)分析，總是有系統(tǒng)效率最優(yōu)的區(qū)間。我們從這張圖當(dāng)中可以看到，從上面的這樣一個循環(huán)圖可以看到，有一些用紅色標注出來的地方，代表著發(fā)動機必須工作的地方。在區(qū)間內(nèi)工作，通過整個循環(huán)，無論純電動也好、混合動力也好，在整個循環(huán)下可以得到最優(yōu)的系統(tǒng)效率，同時在下面這一張圖當(dāng)中，可以看到對于不同的車速段、扭矩下，純電動和發(fā)動機工作，它們的一個效率區(qū)間，所以我們在選擇整個混合動力總成系統(tǒng)的過程中，或者匹配整個系統(tǒng)效率的過程中，按照系統(tǒng)最優(yōu)的方式進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選型。
要形成這樣一個混合動力總成系統(tǒng)有各種各樣的方式，有單電機加傳統(tǒng)的變速箱，有通常所說的并聯(lián)系統(tǒng)，也有全新設(shè)計的混聯(lián)系統(tǒng)。目前比較知名并且實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，有Prius的混聯(lián)系統(tǒng)，還有GM的雙?；旌蟿恿?，還有有一些概念，雙轉(zhuǎn)子的，同時還有一些串并聯(lián)的一些系統(tǒng)。通過我們引入電機，加整個系統(tǒng)來實現(xiàn)整個構(gòu)型的不同的變化，這也是基于我們對整個系統(tǒng)構(gòu)型的分析，有各種各樣的構(gòu)型，這里只是舉出幾個例子。
相對而言，對于基礎(chǔ)設(shè)施的依賴程度，從這個表格當(dāng)中可以看出來，傳統(tǒng)車和混合動力車，區(qū)別在充電基礎(chǔ)設(shè)施，我講的這個混合動力是不插電的，對于目前的基礎(chǔ)設(shè)施是沒有依賴的，但是純電動和插電式混合動力，對基礎(chǔ)設(shè)施的都有依賴。從整個大氣污染程度來講，這個地方可以看出，無論是第一次獲取能源，還是在具體的使用過程當(dāng)中，傳統(tǒng)車相對來說比較偏高的，所以我們要往電動化的方向去發(fā)展我們的汽車。對于混合動力來講，純電動有一個特點，就是我們在第一次獲取能源的時候，會產(chǎn)生比較高的污染，但是對于我們城市的用戶來講，我們可以獲得一個比較好使用環(huán)境，這樣不會產(chǎn)生二次污染。
對于混合動力來講，它的整個污染程度相對來說比較適中，對于插電要看具體的使用情況。由于前期的一些導(dǎo)向性的原因，一些插電系統(tǒng)，在非插電狀態(tài)下，它的油耗相對傳統(tǒng)車來講并沒有很大的改善，所以它的污染程度相對來說比較高。但是隨著我們標準的優(yōu)化，我們插電式混合動力也會往一個比較好的方向去發(fā)展。從具體的使用細分市場上來講，從長途的使用，還有城市短途的使用，公交以及出租車、專車等使用領(lǐng)域來講，可以看出在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域，它比較適合用在長途行使的過程當(dāng)中，因為它可以消除我們這樣一個里程的焦慮等等這樣一些方面的影響。
CHS系統(tǒng)跟它是一類系統(tǒng)，它是通過整個構(gòu)型的設(shè)計將發(fā)動機、電機和輸出軸連接，實現(xiàn)動力耦合。這是動力總成系統(tǒng)的動畫，從中可以看出兩個電機全部在主箱體里面，所有的齒輪都是在前箱體里面，混合動力變速箱里邊包含了電機、傳動系統(tǒng)，可以實現(xiàn)無極變速驅(qū)動，可以取代傳統(tǒng)的變速箱。這樣可以減少對于變速箱的依賴。
這是整個變速箱所涉及到的一些關(guān)鍵部件，包括這樣幾大部分。包括齒軸件、箱體、液壓系統(tǒng)、電機等四部分。這是系統(tǒng)的剖面圖，從這個圖當(dāng)中可以看的更清晰，電機布置的位置、制動器、行星排、液壓系統(tǒng)對應(yīng)的位置，所以這個系統(tǒng)是一個非常典型的機電液一體化的系統(tǒng)，它也是屬于目前整個混合動力領(lǐng)域最復(fù)雜的系統(tǒng)，包括我剛才提到的很多動態(tài)的控制技術(shù)，系統(tǒng)里邊必須解決掉，才能夠?qū)崿F(xiàn)我們一個完整的整車的匹配。
通常用杠桿圖的方式來解釋這類系統(tǒng)的工作原理。雙行星排可以等效成四根杠桿，分別連接對應(yīng)的小電機、發(fā)動機，車輪和大電機，從圖中可以看出，發(fā)動機是與輸出軸(車輪)無法解耦，系統(tǒng)啟動過程中，無法和車輪脫開，這也是目前市面上這類分流系統(tǒng)里邊普遍都是這樣去做的，包括豐田的系統(tǒng)，包括GM的系統(tǒng)，都是無法和車輪進行分開的。所以，在啟動的過程當(dāng)中，怎么去防止在啟動沖擊，是重點要解決的問題。大家都非常清楚，傳統(tǒng)車只是啟動一次，對于混合動力來講，整個車輛的生命周期有70萬次的啟動，并且無意識，怎么解決啟動過程中沖擊，這類系統(tǒng)要重點解決的。
對于加速過程中的控制，整個系統(tǒng)在運行過程當(dāng)中有一些優(yōu)化的需求，在加速過程控制，都是按照最優(yōu)化點，按照這個目標點來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的驅(qū)動控制。對于中速控制，這個系統(tǒng)的優(yōu)點在于制動器B2可以鎖止，這就是為什么要設(shè)計B2，就是為了提高效率。在車速70到120公里這樣一個范圍之內(nèi)，可以把整個制動器B2鎖止，可以提高整個傳動系統(tǒng)的運行效率。
對于高速，整個系統(tǒng)也是工作在效率最優(yōu)的區(qū)間內(nèi)。可以看到，在整個運行過程當(dāng)中，基本上都是圍繞著最優(yōu)點做控制，混聯(lián)系統(tǒng)才能夠去實現(xiàn)整個系統(tǒng)的傳動效率的最優(yōu)控制，在各類混合動力的構(gòu)型當(dāng)中也是屬于比較高的，因為它有非常寬泛的這樣一個自由度。
剛才提到幾種工作模式，從動畫當(dāng)中大家可以看到比較清晰，整個運行工作中，這四根杠桿始終處于動態(tài)平衡過程中，這個時候你可以看出，每根杠桿對于電機轉(zhuǎn)速范圍的要求，對于發(fā)動機的要求，都可以在杠桿圖當(dāng)中得到充分的體現(xiàn)。
具有完全自主的知識產(chǎn)權(quán)，有四項國際專利，有32項國內(nèi)發(fā)明專利。整個系統(tǒng)可以取代變速箱，是一套無級變速系統(tǒng)，最近這幾年的概念已經(jīng)比較清晰了，由傳統(tǒng)的CVT，也有E-CVT，它就是典型的E-CVT系統(tǒng)。通過電機、發(fā)動機動力的耦合實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。由于它可以有更寬泛的自由度，所以說它具有非常好的經(jīng)濟性。
對于控制上來講，前面講工作原理的時候，這套系統(tǒng)，無論是變速箱控制，還是能量管理控制，屬于比較復(fù)雜的，除了實現(xiàn)這些功能之外，還要保證性能，怎么去保證整個系統(tǒng)的安全可靠，我們在整個開發(fā)過程當(dāng)中遵循功能安全架構(gòu)的方式做整個系統(tǒng)的設(shè)計，目前來講都已經(jīng)應(yīng)用在產(chǎn)品當(dāng)中。剛才提到去做整個系統(tǒng)的控制，基本上完全基于建模的方式實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制。
在前面的循環(huán)當(dāng)中，怎么做出來的，在紅色的區(qū)域內(nèi)必須是發(fā)動機工作，這是基于我們整個全局優(yōu)化的控制方式，在那些區(qū)域系統(tǒng)效率是最低。怎么來控制整個系統(tǒng)效率最低，還是回到我們這個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，由于它有四根軸，具有非常寬泛的自由度，所以在整個過程中，雖然有無數(shù)的點，但是可以通過離線的方式，找出最優(yōu)的控制點，考慮電機的效率，考慮發(fā)動機最佳的油耗，同時考慮電池的效率和整車的這樣一個需求。這個地方也可以看到，關(guān)鍵零部件，電機、電池和發(fā)動機，對于整個系統(tǒng)來講，對于整個油耗來講至關(guān)重要。目前發(fā)動機的水平也在逐步提升，但是相對于國外的水平，國外已經(jīng)可以做到210克/kwh這樣的油耗水平，但是我們現(xiàn)在是245克/kwh。搭載我們這個系統(tǒng)的油耗，目前只能做到4.9L/100km，但是第四代Prius的混動數(shù)據(jù)大家可以看到，可以做到3.7 L/100km，當(dāng)然發(fā)動機是一個方面，還有制動系統(tǒng)等等，剛才也提到了這樣的一些關(guān)鍵技術(shù)。
這是工況測試結(jié)果。整個系統(tǒng)按照最優(yōu)設(shè)計，體現(xiàn)在發(fā)動機的工作點、整個電機的工作點?？梢钥吹?，發(fā)動機的工作區(qū)域，完全是在一個比較窄的帶上，這個基本上就是發(fā)動機最佳油耗區(qū)域。這個系統(tǒng)剛才提到了，它是有非常好的擴展性，體現(xiàn)在既可以用來做混合動力系統(tǒng)，當(dāng)然我們現(xiàn)在用我們公司自己的電池，已經(jīng)開發(fā)了，在今年的8月30日要上市的帝豪混合動力系統(tǒng)，目前油耗是4.9 L/100km。同時搭載我們公司的這樣一個混合動力的變速箱，這樣可以用來開發(fā)一款插電式的混合動力系統(tǒng)。目前也在帝豪上已經(jīng)完成了第一輪車的開發(fā)，在2017年的年中我們也會推向市場，針對這一款插電式混合動力系統(tǒng)。把發(fā)動機去掉有兩個電機，兩個制動器，是一個非常好的三擋的純電動自動變速箱，里面由于有兩個電機，所以整個系統(tǒng)成本相對來講比較高一點，但是它確實是非常高效的純電動的系統(tǒng)。
我們公司目前現(xiàn)有的產(chǎn)品是輸出扭矩達1800Nm的系統(tǒng)，公司目前已經(jīng)開發(fā)了2800Nm的系統(tǒng)，和輸出扭矩達到18000Nm系統(tǒng)，可以覆蓋到帝豪車、EC8、8到12米公交車。對于剛才提到的2800牛和1800牛系統(tǒng)，它整個系統(tǒng)的構(gòu)型針對前期開發(fā)經(jīng)驗做了調(diào)整，仍然是四軸方案，有非常好的優(yōu)點。我們在全新的構(gòu)型當(dāng)中，回避掉了我們原來的方案構(gòu)型上的缺點，這個地方我沒有展示出來，就是在2800牛和18000牛輸出的這樣一個變速箱當(dāng)中，對構(gòu)型進行了優(yōu)化，這個我們已經(jīng)完成了A樣機的開發(fā)。
剛才提到我們這個系統(tǒng)比較適合于用來搭載插電式混合動力，基于目前的方案，最高測速可以做到90公里，當(dāng)然我們這個系統(tǒng)也可以在輸入軸上加一個離合器，目前我們正在開發(fā)，這個系統(tǒng)就可以完全覆蓋到120公里，或者140公里的這樣一個純電動的車速。這個時候它具有三檔的純電動運行模式，剛才提到，因為它本身就是一個三擋的純電動變速箱。同時，對于混合動力的驅(qū)動來講，和我們前面提到的系統(tǒng)的混合動力驅(qū)動還是一樣的。我們這個系統(tǒng)，剛才已經(jīng)跟大家介紹了很多，從混合動力系統(tǒng)，從整個動力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢來講，電動化無疑是一種必然的趨勢，剛才從對于基礎(chǔ)設(shè)施的依賴，能量轉(zhuǎn)化的效率，對大氣的污染、還有多種用途方面，混合動力總成系統(tǒng)，包括插電式混合動力系統(tǒng)，在是一款非常好的產(chǎn)品，并且這個系統(tǒng)可以覆蓋從純電動到插電式，到混合動力這樣一個全方位的覆蓋。
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原標題:科力遠于海生：混合動力汽車動力總成技術(shù)最新解決方案
