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低碳化风头劲 DHT正当道 汽车传动技术多路并进

   2020-12-09 448
 第十二届国际汽车变速器及驱动技术研讨会(以下简称“TMC2020”)在上海汽车会展中心举行。TMC作为中国汽车工程学会主办的学术交流活动,是中国极具影响力的汽车驱动及传动技术会议。虽然本届展会的形式在一定程度上受到新冠肺炎疫情影响,但参会规模、企业参与程度等方面,甚至超过了上一届的水平,部分海外专家通过线上交流的方式,加入到会议的讨论中。
 
  为期两天的TMC2020共举办了近50场技术演讲,2场高层互动论坛,有近60家企业展示了自己的变速器、混合动力、纯电驱动系统技术和产品。研讨会内容不仅包括一直受业界关注的电驱动系统研发创新与市场前景,而且涉及企业和科研院所在混合动力汽车以及模块化、平台化和高度集成领域的研究成果。
 
  “国际汽车变速器及驱动技术研讨会已成功举办十二届,不仅是行业专家聚集的盛会,更是汽车技术创新发展的风向标。本届研讨会,将为中国汽车产业在新形势下的发展带来新的启迪。”TMC2020协办单位上海国际汽车城总经理潘晓红女士表示。
 
  “国际汽车变速器及驱动技术研讨会聚焦传动和驱动技术,旨在帮助企业把握技术方向,提升研发能力,促进产业发展和产业链整合。”中国汽车工程学会理事长、中国工程院院士、清华大学教授李骏在致辞中表示,TMC举办十余年来,极大地推动了我国汽车变速器领域的发展。
 
   
 
  ■DHT或成“低碳时代”汽车标配
 
  “2025年,我国要削减20%的二氧化碳排放,2030年这一数字要达到36%左右。因此,大家应该做好准备,全球汽车产业已进入低碳时代。”李骏指出,实现乘用车低碳化的重中之重是下一代动力、传动系统的低碳化升级,“整车企业必须建立新的混合动力发动机技术路线;同时更要坚定地投入到下一代高效率机电耦合变速器的开发工作中。”
 
  据悉,混合动力专用变速器(DHT)是一种新型变速器。在混合动力系统布局中,除传统内燃机外,也会布置一个或更多电机,DHT在其中起到了至关重要的作用。它承接发动机驱动,与电机协同,提供串联、并联、纯电动和发动机直驱等多种工作模式。“当DHT与内燃机结合,它将优化燃油经济性。因为DHT能够优化内燃机的工作点,使其更高效地工作并回收能量。”吉利集团动力总成研究院变速器平台资深总工程师Tejinder Singh介绍道。他预测,到2040年,混合动力车型的销量将占汽车总销量的60%,未来在中国汽车市场有很大的增长空间。
 
  目前,针对DHT的架构设计,不同车企和零部件供应商均有自己的布局和发展方向。“我们认为,由于DHT实现了电机与发动机深度耦合,因此不失为是混合动力系统的最好选择。”上海捷能汽车技术有限公司电驱系统部总监王健表示,“在我们高效集成的设计中,最新一代产品在有限的空间内,采用单电机和‘混动6挡+纯电4挡’的挡位布置,既保证了动力性,又进一步控制了系统成本。”
 
  “配装几个电机,电机、发动机动力各占多少比例,电机布置在什么位置,同时有几种模式,要不要模块化?我们的结论是没有绝对的固定方案,要结合企业自身的边界,评价是否具备技术资源、是否面临技术壁垒,进而寻求性能与成本的最佳结合点,以此来确定方向并加以推进。”东风汽车集团有限公司技术中心动力总成开发部总工程师张社民认为。
 
   
 
  ■芯片技术升级助电控降本增效
 
  我国汽车市场整体正处下行区间,加之财政补贴退坡和竞争日趋激烈,新能源汽车行业承受着较大的发展压力,无论整车企业还是零部件供应商,都在尽一切可能提高产品性能并降低成本。在这样的背景下,IGBT还是碳化硅(SiC)的选择取舍,也成为多方关注的热点。
 
  IGBT是能源变换与传输的核心器件,在电动汽车与新能源装备等领域应用很广。英飞凌等市场主流企业在TMC2020上就展示了最新一代IGBT芯片技术与产品。然而,随着特斯拉率先应用SiC作为功率芯片,一股新的浪潮正在逐渐形成。SiC芯片在降低损耗方面更有优势,可以应用在更高开关频率的领域,有助于提升系统整体的工作效率。
 
  “提高功率密度是电控产品未来的发展方向,也是实现成本控制的关键。“英飞凌科技(中国)有限公司应用工程师李鹏表示,“SiC器件短时间内很难在成本问题上有所突破,所以许多专家把目光依然聚焦于IGBT方向,通过产品的更新换代,在提高效率的同时降低损耗。在成本元素愈发重要的汽车行业,IGBT相较于价格高昂的SiC器件,在中低端乘用车市场占有绝对优势。
 
  “SiC器件导通电阻小,是传统硅器件的1/5~1/3,可高温工作且高速开关。”中国科学院电工研究所研究员宁圃奇介绍称,SiC目前在电源领域已有比较成熟的应用,在特定场合可以替代硅级产品,同时在未来的新能源汽车市场潜力巨大。SiC在带来系统效率提升的同时,将有效降低用车成本,并增加车辆续驶里程。
 
  ■电动机变速器研发“百花齐放”
 
  随着纯电动汽车在全球市场的占比逐渐提升,针对电动机变速器的研发也是百花齐放,传统的单挡电动汽车已逐渐无法满足需求,动力总成开始向多挡位发展,目前主流的电动机变速器分两挡,分别应对不同路况对转速和扭矩的需求。“多挡电动机变速器有很多优势,可以降低成本。”上海里卡多研发与创新副总裁Julien Maynard表示。
 
  “对于纯电动汽车多挡位的设计,我们认为一定要从系统级构架角度进行考虑;在细节开发中,考虑系统级的相互作用,把控制系统、电池、齿轮箱集成起来做NVH。此外,公司秉持着内部首次即正确的开发方法,把很多工作做在了前面。”诺迈士科技亚太区技术总监、中国区副总经理张冰冰介绍说。
 
  除了多挡化之外,CVT凭借与电动机特性的高度契合,也成为未来电动机变速器的发展方向之一。
 
  “CVT应用于纯电动汽车首先可以降低能耗,带来续驶里程的增加,提升整车动力系统的性能,使加速、爬坡、牵引等的表现得到强化;其次,整个换挡过程中可以做到无冲击,提供非常舒适的驾乘体验;第三,具有灵活的传动比,促成更广泛的适配性,使用相同动力总成的平台能够覆盖不同级别的车型。此外,CVT非常灵活的换挡策略,有助于整车形成独特的驾驶风格和品牌价值。”博世贸易(上海)有限公司工程技术总监蔡志健认为。

特别提示:本信息由相关企业自行提供,真实性未证实,仅供参考。请谨慎采用,风险自负。
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