图解:中国首款量产的两档电驱动桥专为SUV电动化而来! 发布时间:2022-10-08 02:09:08 来源:鼎博app官网版下载 作者:鼎博安卓版

  面对日益严苛的汽车油耗目标及排放法规要求,越来越多的汽车生产商开始考虑采用驱动电机替代传统发动机,并与减速器和差速器一起,组成电驱动桥系统,实现驱动系统的电动化。

  电驱动桥系统可以直接取代发动机和变速器,灵活安装在前轴或后轴,实现前轮或后轮纯电驱动。通过这种方式,传统燃油车很容易实现电动化。

  它也可以仅安装在后轴,匹配前轴的动力总成系统,实现四驱功能。此时,传统四驱系统的重要部件,如分动箱、传动轴、后桥差速器以及液压附件等,均可被装在后轴上的电驱动桥取代,这样既节约了传动线路中的大量空间,便于集成高压电池,同时也减少了使用电驱动桥的额外成本。

  图为舍弗勒两档平行轴式电驱动桥及其变速箱设计,这是中国首款量产的电驱动桥,已成功搭载于插电混动SUV长城WEY P8和长安CS75插电式混动SUV。

  这种驱动概念具有同轴式和平行轴式两种布置形式可供选择,它的整车应用平台覆盖范围极广,可以覆盖从对功率密度有极高要求的运动跑车,直到对半轴传动角度有极高要求的SUV。从弱混、强混、插电混动到纯电动系统。目前,前后轴均搭载舍弗勒单档电驱动桥的高性能电动四驱车,奥迪etron即将在今年年底发布。对于纯电动汽车,这款电驱动桥有单档方案和具备动力换档功能的两档方案。

  舍弗勒两档平行轴式电驱动桥采用了模块化的设计原则,主要由水冷永磁同步电机、减速齿轮组、差速器和换档执行机构组成。它的差速器被平行于转子轴布置,所以被称为“平行轴式电驱动桥”。

  平行轴式结构的好处显而易见,电驱动桥的整体设计极为紧凑, 其中,行星排与定轴齿轮传动装置的组合,使得转子轴与差速器输出轴的中心距仅为127.5mm,不仅非常适合SUV车型有限的后轴安装空间,而且集成到新的平台或新的车型上时,可以大大减少对底盘的影响,同时有助于增加离地间隙并提高布置的灵活性。

  在这一紧凑的结构设计中,同步器左移与行星排结合,实现1档大速比;同步器右移使输入轴与中间轴直接连接,实现2档速比。变速器在一档的速比为14.8,二档的速比为5.05,在当前同类产品中优势非常明显。

  这款两档电驱动桥可覆盖从强混到纯电动的应用,实现所有混合动力功能,包括纯电驱动、制动能量回收、助力以及发动机负荷点转移等。

  系统驱动性能上,相比一档电桥,两档电桥在一档大速比的工况下可以输出更大扭矩,具备更好的加速性能。

  两档设计不仅提高了车辆行驶的最高车速,还可以使电机始终工作在高效区域,相对单档减速器系统效率更高,因而可以使整车获得更长的纯电动里程(EV模式)。

  两档设计还可以在高车速时降低电机的工作转速,从而改善整车的NVH性能,带来更加舒适的驾乘感受。

  采用90mm的小电机,使得整个动力总成系统的小型化也因此而得以实现,节省底盘空间。

  舍弗勒两档电驱动桥采用电动换档装置,提高了系统的控制精度和快速响应性。此外,换档执行机构还包含一组同步器,起到解耦功能。在混合动力应用中,电驱动桥需要集成解耦装置来确保系统安全性和效率,避免电机在高车速时达到爆裂转速;当内燃机作为唯一动力源驱动车辆时,解耦装置可以降低系统摩擦损失。

  这款舍弗勒两档电驱动桥从概念设计开始即为针对中国日益增长的 SUV 市场量身定制。目前,搭载舍弗勒两档平行轴式电驱动桥的插电混动SUV长城 WEY P8 已经上市,并收获了良好的市场口碑。另一款搭载该款电驱动桥的长安CS75插电式混动SUV刚刚也已上市,相信依然能够赢得赞赏。

  长城 WEY P8是中国市场上首款应用两个档位的电驱动桥来实现混动四驱功能的车辆。基于两档电驱动桥紧凑的模块化设计、快速响应的换档机构以及可靠的功能安全和耐用性,长城WEY P8在动力性和经济性上都展现出了优异的性能。

  配备了高压同步电机的舍弗勒电驱动桥可为长城WEY P8提供最高100 kW的最大功率和约60 kW的恒定功率,一档时可提供最高达 300 Nm的输出扭矩,同时车速范围可至120km/h,实现足够高车速的纯电行驶能力。二档则专门用于更长距离行程的高速行驶,保证长城WEY P8 能够在超过230km/h的时候依然可以获得来自电驱动桥的额外动力,此外还用来在制动时回收制动能量,并提供电动巡航功能(主动巡航)。

  基于该两档电桥的成功开发经验,舍弗勒集团正致力于进一步完善现有的电驱动桥谱系,推出更多应用于混动、特别是纯电动车辆的模块化电驱动桥产品。

  实际上,早在2011年,舍弗勒就展示了一款面向未来的用于纯电动车的电驱动桥系统。历时多年,舍弗勒目前已经开发出了一个完整的电驱动桥家族谱系,包括48V和同轴式高压电驱动桥、高压平行轴式电驱动桥等,其中核心零部件也全部出自舍弗勒。

  这个谱系采用模块化的设计概念,将行星齿轮组、差速器、动力换档机构和扭矩矢量分配机构标准化,采用组合的方式来实现不同布置形式,满足不同客户对动力性和功能的个性化需求,并节约开发时间和成本。其中,两档方案因其智能化的速比选择和驱动电机的匹配设计,能够在兼顾所需的起动扭矩和最高转速下提供最优的功率密度,充分满足SUV的高加速度和动力要求。

  今后,针对不同客户的需求,舍弗勒电驱动桥会在系统上进一步优化,高度集成电机和电子功率部件,使电驱动桥产品在空间上更加紧凑、在性能上更加高效、在成本上更加优化。同时,add-on的设计思路将会延续,除了扭矩式量分配和解耦装置,还将提供更多可选的功能模块,比如驻车装置、转速监控和故障诊断系统等,助力新能源汽车市场加速发展!

  近来,全球变速器巨头之一的日本爱信AW株式会社“大招”频出,引发国内变速器行业剧烈震动。专家指出,发动机、底盘、变速器是汽车不可或缺的三大关键部件,而变速器又是汽车动力总成的核心组成部分。因此,没有独立自主的变速器产业,很难说有真正独立自主的汽车产业。

  目前,自主变速器产业正处在产业化突破的关键期,企业一方面需要努力补齐核心技术短板,另一方面也要利用国内超大内需这一独特优势,在新能源汽车特别是电动化零部件领域实现突破,并培育出世界知名的汽车自主零部件企业。

  4月23日,爱信宣布,计划扩大天津艾达的前置前驱6速AT生产线日,爱信分别与吉利汽车、广汽集团旗下子公司成立合资公司,主要生产6挡自动变速器(6AT),每家规划产能为年40万台;5月10日,爱信又与唐山丰润区政府举行了年产40万台6AT自动变速器及配套零部件项目的签约仪式。

  如此一来,在短短半个月的时间内,爱信在中国的产能就由90万台扩张到了240万台。不仅如此,5月15日,爱信和JATCO 两大变速器公司还联合丰田、本田、日产、马自达、三菱、铃木、斯巴鲁、大发、五十铃9大车企,在东京组建了“汽车动力传动技术研究协会(TRAMI)”。

  一方面联合中国整车企业扩张产能,另一方面又与本国企业抱团成立联盟,瞄准下一代动力传动技术的技术难题。业界认为,当前汽车产业正处于从传统燃油车向新能源车发展的转型期和新一轮开放的“窗口期”,在这一特殊时期,爱信的举动无疑让原本在夹缝中求生的国内自动变速器产业再次受到冲击。

  事实上,作为汽车三大核心部件之一的自动变速器,经过十几年发展,以盛瑞传动、万里扬、上汽、长城为代表的自主变速器企业,已开始“突围”。其中,盛瑞传动的前置前驱8挡自动变速器(8AT),曾获得2016年国家科技进步一等奖。但截至2017年,我国生产的AT、DCT、CVT等自动变速器市场份额仍仅占10%。

  据北京航空航天大学交通科学与工程学院教授、国家乘用车自动变速器工程技术研究中心常务副主任徐向阳介绍,“从整体来看,到2020年,国内自动变速器市场上的外资的产能有550万台,其中爱信的产能就达到了240万台(不含直接进口),而自主产品约有175万台。如果合资品牌继续扩张,或将导致自动变速器产能过剩,竞争愈加激烈。”

  自动变速器是自主汽车的最后一个技术堡垒和价值洼地,也是国内整车故障率最高的零部件,其对汽车的重要作用不亚于通讯领域的芯片。因此,自动变速器等关键部件的自主化进程,事关国内汽车产业的未来。

  “我们不能简单地把它当成单一事件看待,而应以此为契机反思中国汽车产业。今天自动变速器的合资现象,很可能就是汽车产业链其他环节的‘明天’。如果我们不警醒,未来新能源汽车、智能网联领域还会出现同样的问题。”清华大学汽车产业与技术战略研究院院长赵福全说。

  除了在核心技术上还有待提高之外,国内变速器企业一直以来都处在单打独斗的状态,没有很好地与整车厂进行联合创新,也是导致其国内市场份额较低的原因。

  据了解,国外主要变速器生产企业,都与大型车企有着密切的合作关系。比如,爱信是日本第一大变速器制造企业,背后站着丰田;Jatco是日本第二大变速器公司,背后倚靠的是日产汽车;美国的9AT、10AT等变速器基本上由通用和福特所把持;韩国的变速器企业则全部由现代汽车控股。

  “长久以来,我国的汽车零部件企业特别是民营企业,完全没有形成像国外发达国家那样零部件企业和整车企业密切合作的格局,很难与国外巨头全面抗衡。”盛瑞传动董事长刘祥伍表示。

  而中国汽车工业咨询委员会主任安庆衡也认为,“经过多年发展,自主变速器虽然在技术、可靠性、稳定性等方面有了长足进步,但要提升市场占有率,还需要一个长期的过程。”

  徐向阳认为,国内企业首先要苦练内功,不断提高产品质量;其次,零部件企业也应与整车企业开展密切的资本和技术合作,共同培育自主的供应商,共享自主产业链成果,全面提升自动变速器产业竞争能力。

  湖南大学机械与运载工程学院车辆工程专业副教授薛殿伦则强调说,“一方面,要在行业中营造鼓励使用自主关键部件的氛围,同时防止不当竞争行为。另一方面,要建立自主变速器产业的创新联盟,通过多方合作从根本上解决技术空心化问题。”

  此外,专家还认为,从技术的角度来说,汽车的电动化趋势不可逆转,混合动力、纯电动等新能源汽车已成为市场主流。对自主变速器企业来说,应努力实现混合动力自动变速器和纯电动车电驱动总成的技术突破。

  中欧协会齿轮传动产业分会秘书长李盛其建议:“我们应充分利用国内超大内需的这一独特优势,通过产业整合尤其是资本层面的整合,有效推动汽车全产业链协同创新,培育出世界知名的汽车零部件企业。”

  刘祥伍说,目前盛瑞传动正在积极进行战略布局,以期未来形成传统驱动、混合动力、插电驱动、到纯电驱动等一系列产品布局,完整对接汽柴油车、新能源汽车、氢能源汽车等各种车型。

  而长城汽车传动模块负责人唐海锋表示,长城汽车愿意向所有主机厂以及变速器厂开放,共享自己的技术,“可以在资本、技术以及产品方面进行合作,至于合作模式方面,互相持股、互相融资、投资建厂都是可行的。”

  浙江万里扬股份有限公司总裁顾勇亭则建议,国家应该加大对关键部件的扶持力度,就自动变速器来说,不管是CVT、AT还是DCT为基础的混合动力,未来十年将仍是主力,应该进一步支持基于自动变速器为基础的混合动力发展。