時(shí)隔五年,舍弗勒在中國(guó)舉辦了全球第12屆,中國(guó)第5屆技術(shù)研討會(huì)。
2018年至2023年,是中國(guó)新能源汽車(chē)行業(yè)激進(jìn)發(fā)展的5年,“智”與“電”齊備的純電動(dòng)汽車(chē)經(jīng)過(guò)技術(shù)內(nèi)卷全面打入20萬(wàn)元級(jí),向“普及”更進(jìn)一步。
這五年,也是舍弗勒確定電驅(qū)動(dòng)和智能底盤(pán)創(chuàng)新方向,絕對(duì)為中國(guó)團(tuán)隊(duì)授權(quán),在中國(guó)這一全球新能源主戰(zhàn)場(chǎng)接受、面對(duì)挑戰(zhàn),從而完成從內(nèi)燃機(jī)車(chē)零部件制造商到智能電動(dòng)汽車(chē)零部件制造商的轉(zhuǎn)型。
舍弗勒創(chuàng)始人喬治·舍弗勒之子喬治·F.W.·舍弗勒在本年度技術(shù)研討會(huì)上表示,“希望通過(guò)技術(shù)研討會(huì),大家能夠了解到舍弗勒始終是一家由創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的技術(shù)型公司。”
現(xiàn)場(chǎng)的16個(gè)島臺(tái)、100多個(gè)零部件、13款試駕車(chē)輛及靜態(tài)展示車(chē)輛……無(wú)一不再訴說(shuō)著這家具有77年軸承、發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱精密零部件歷史的全球零部件制造商如何將原有的機(jī)械專長(zhǎng)和系統(tǒng)理解延伸到智能電動(dòng)汽車(chē)時(shí)代,怎樣創(chuàng)造“智”與“電”的新技術(shù),未來(lái)將去往何處。
概念一步步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)
經(jīng)過(guò)7年的技術(shù)預(yù)研和5年的批量生產(chǎn),舍弗勒的電驅(qū)動(dòng)事業(yè)不斷將曾展示的概念一步步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),驗(yàn)證舍弗勒電驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線的可行性。
舍弗勒認(rèn)為,插混及增程車(chē)型是新能源車(chē)市場(chǎng)未來(lái)幾年增長(zhǎng)的主力,經(jīng)過(guò)對(duì)市場(chǎng)的觀察調(diào)整預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)后,更加堅(jiān)信,插混及增程到2025年將占據(jù)30%的中國(guó)乘用車(chē)市場(chǎng),全球27%的市場(chǎng),2030年兩大比例將分別增至45%和40%,到2035年仍有插混及增程30%和30%的市場(chǎng)。
對(duì)于PHEV而言,雙電機(jī)構(gòu)型是DHT的最佳選擇。為了方便布置,主機(jī)廠對(duì)雙電機(jī)混動(dòng)DHT的要求集中在緊湊、高效和靜謐等方面。
為了實(shí)現(xiàn)極致的緊湊,舍弗勒提出了兩種方案,一是集中繞組的模塊化通用的P1電機(jī),二是下一代多模混動(dòng)DHT,目前第一種方案已經(jīng)量產(chǎn)。
P1混動(dòng)模塊量產(chǎn)于2022年1月,已交付約20萬(wàn)套,配套于銀河L7等熱銷(xiāo)PHEV車(chē)型。該模塊包含電機(jī)、兩個(gè)離合器和位置傳感器等部件。據(jù)NE時(shí)代統(tǒng)計(jì)的混動(dòng)用發(fā)電機(jī)裝機(jī)量,舍弗勒近月來(lái)的裝機(jī)量已單月破萬(wàn)套,位列TOP10。
這款P1電機(jī)的獨(dú)到之處在于舍弗勒獨(dú)特的集中繞組技術(shù),由多個(gè)單齒連接成一個(gè)完成的圓形定子。該P(yáng)1電機(jī)的綜合效率高于扁線電機(jī),且軸向長(zhǎng)度小于扁線電機(jī)。由于該集中繞組電機(jī)采用了舍弗勒特有的工藝,舍弗勒P1電機(jī)的槽滿率高于普通的圓線電機(jī),達(dá)到62%,相當(dāng)于一般hairpin電機(jī)的槽滿率。由于端部繞組短,整體用銅量少,并且銅線表面積大,趨膚效應(yīng)小,P1電機(jī)的銅損相比扁線電機(jī)降低超30%。我們看到,這款P1電機(jī)最高效率在96.5%,常用區(qū)間平均效率大于96%,且96%以上效率面積大于30%,與發(fā)動(dòng)機(jī)高效區(qū)間完美匹配。
這套P1電機(jī)的尺寸又非常緊湊,軸向長(zhǎng)度相比其他繞組技術(shù)的電機(jī)更短。以一款80kW額定功率,定子外徑270mm的電機(jī)對(duì)比,集中繞組的端部尺度和有效疊長(zhǎng)相比目前火熱的X-pin減少了46%,而X-pin的一大優(yōu)勢(shì)即是相比hairpin和wpin更短的端部尺度。也就是說(shuō),四種繞組方案中,集中繞組的軸向長(zhǎng)度最短。
舍弗勒增程模塊
模塊化混動(dòng)方案被舍弗勒拓展到增程模塊,實(shí)現(xiàn)最短軸向長(zhǎng)度。如舍弗勒一款80kW持續(xù)功率增程模塊,軸向長(zhǎng)度僅180mm。舍弗勒稱,這是行業(yè)最“薄”的增程模塊。
集中繞組P1電機(jī)也被應(yīng)用于DHT構(gòu)型中,代替市面上常用的扁線P1電機(jī),在與P3電機(jī)搭配使用時(shí),DHT混動(dòng)系統(tǒng)更窄,更薄。
實(shí)際上,為了實(shí)現(xiàn)更緊湊的設(shè)計(jì),舍弗勒還開(kāi)發(fā)出一套嵌套式DHT雙電機(jī),通過(guò)沖壓樣式創(chuàng)新和電磁設(shè)計(jì),定子二合一,如此長(zhǎng)度可縮短49mm,重量減輕10kg,成本得以降低,并適用于所有雙電機(jī)DHT。
集中繞組設(shè)計(jì)、二合一定子,皆需要企業(yè)從沖壓、傳遞模塑、線圈繞組等各個(gè)工藝流程上下功夫。在舍弗勒,這些工藝得益于機(jī)械能力的多年積累,均由舍弗勒自主完成,
軸承的傳承,電機(jī)的創(chuàng)新
僅在今年,舍弗勒就啟動(dòng)了七個(gè)電機(jī)客戶項(xiàng)目,其中三個(gè)來(lái)自于中國(guó)。
在舍弗勒汽車(chē)科技事業(yè)部首席執(zhí)行官馬迪斯·青克看來(lái),這表明舍弗勒的產(chǎn)品受到了客戶的廣泛認(rèn)可。
為了滿足全球不同市場(chǎng)客戶的需求,舍弗勒的電機(jī)開(kāi)發(fā)極其多樣化,包括異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)、用于跑車(chē)的軸向磁通電機(jī),以及無(wú)永磁體的電勵(lì)磁同步電機(jī)等,而且展現(xiàn)了多種電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),如集成熱管理模塊的四合一電驅(qū)動(dòng)橋、800V雙電機(jī)電橋系統(tǒng)。
舍弗勒的四合一電驅(qū)動(dòng)橋。這款四合一也是全球唯一一款四合一,在集成電機(jī)、減速箱及電機(jī)控制器的基礎(chǔ)上進(jìn)一步集成了熱管理模塊,功率160kW,整個(gè)系統(tǒng)更加緊湊、效率更高,續(xù)航里程最高增加40km。其中集成的熱管理模塊包含多通閥和二氧化碳熱泵空調(diào)的電動(dòng)壓縮機(jī)。另一亮點(diǎn)在于槽內(nèi)油冷,通過(guò)集成式智能液壓系統(tǒng)代替油泵實(shí)現(xiàn)油控制,使冷卻油流經(jīng)扁線上的溝槽進(jìn)行冷卻,加強(qiáng)散熱能力,峰值功率可以延續(xù)三十秒。
舍弗勒四合一電橋
800V雙電機(jī)電橋系統(tǒng)由雙電機(jī)、雙電控,以及分布于兩側(cè)的級(jí)聯(lián)式行星排減速器組成,能夠提供超過(guò)8000Nm的輪端扭矩和高達(dá)580kW峰值功率(持續(xù)20秒)。而整個(gè)電橋系統(tǒng)重量只有120kg,使系統(tǒng)功率密度高達(dá)4.8 kW/kg,相當(dāng)于V8 Biturbo 8缸雙渦輪增壓增壓發(fā)動(dòng)機(jī)功率密度的3.4倍。
在將概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的道路上,為了電機(jī)1%效率的提升,舍弗勒做了大量的設(shè)計(jì)與工藝創(chuàng)新,諸如全自動(dòng)發(fā)卡繞組等量產(chǎn)工藝技術(shù),疊片熱處理、傳遞模塑堆疊等工藝技術(shù),槽內(nèi)油冷、波繞組、利茲線等設(shè)計(jì)。
在參觀車(chē)間時(shí),舍弗勒工作人員介紹到,hairpin到wpin的工藝設(shè)備均為舍弗勒內(nèi)部開(kāi)發(fā)。我們看到,扁線電機(jī)繞組的發(fā)展需要設(shè)備更新做支撐。Hairpin扁線電機(jī)是由發(fā)卡樣式的扁線插入槽內(nèi),一端需焊接。工藝流程包含發(fā)卡線成型、槽絕緣、插線、擴(kuò)口、扭頭和焊接等。波繞組扁線電機(jī)顧名思義有扁銅線繞制而成,無(wú)需大量焊接,工藝流程包含繞線、跳線、成型、卷繞、槽絕緣和嵌線等。波繞組的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在連續(xù)波繞線成型和自動(dòng)插入。舍弗勒的波繞組2.0從外徑嵌線,與利茲線配合靈活調(diào)節(jié)高效區(qū)。
新設(shè)計(jì)和工藝陸續(xù)應(yīng)用于舍弗勒電機(jī)產(chǎn)品中,并正在或在不久的將來(lái)行駛在路面上。
到這里,不得不提舍弗勒的軸承、離合器、熱管理。
憑著軸承起家,舍弗勒在新能源時(shí)代并沒(méi)有拋棄這一業(yè)務(wù),甚至將之發(fā)揮出更大的價(jià)值。針對(duì)電驅(qū)動(dòng)中的軸承電腐蝕問(wèn)題,舍弗勒提供一導(dǎo)一堵的軸承方案。在絕緣軸承端,舍弗勒推出了陶瓷球軸承,目前得到了大量應(yīng)用,以及包塑絕緣軸承。在導(dǎo)電端,舍弗勒提供三種解決方案,應(yīng)用于400V以下的導(dǎo)電油脂軸承,可應(yīng)用于2萬(wàn)轉(zhuǎn)以下800V電機(jī)的導(dǎo)電油封軸承,以及帶有導(dǎo)電元件的導(dǎo)電軸承。2019年舍弗勒量產(chǎn)了可用于1.5萬(wàn)轉(zhuǎn)以上電機(jī)的高速球軸承,已交付約2000萬(wàn)套。面對(duì)高速電機(jī),舍弗勒可提供滿足最高轉(zhuǎn)速高達(dá)27,000rpm的高速電機(jī)軸承,同時(shí)已成功開(kāi)發(fā)針對(duì)未來(lái)最高轉(zhuǎn)速達(dá)30,000rpm的電機(jī)軸承。
舍弗勒擁有58年的離合器開(kāi)發(fā)歷程,是雙離合變速箱的供應(yīng)“大戶”。結(jié)合多年單向離合器和電磁閥經(jīng)驗(yàn),舍弗勒如今也為混動(dòng)車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)提供新離合器產(chǎn)品,如半軸脫開(kāi)機(jī)構(gòu)。舍弗勒目前已推出三代半軸脫開(kāi)機(jī)構(gòu),其中第二代響應(yīng)時(shí)間非常快,少于80ms,結(jié)合成功率又非常高,且相對(duì)來(lái)說(shuō)更具成本優(yōu)勢(shì)。目前,我們看到,四驅(qū)車(chē)型為了提升驅(qū)動(dòng)效率,會(huì)在日常行駛時(shí)提供脫開(kāi)方案,減少電耗,在加速時(shí)快速結(jié)合,獲得充足的動(dòng)力性能。極氪、紅旗等均推出了帶脫開(kāi)裝置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。舍弗勒的第二代可切換單向離合器直接在輪端切換或結(jié)合,能耗更低。
自2011年,舍弗勒推出適用于內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力總成的熱管理模塊,如今市場(chǎng)份額至少超過(guò)50%。在此基礎(chǔ)上,熱管理團(tuán)隊(duì)將熱管理技術(shù)應(yīng)用于電驅(qū)系統(tǒng)中,進(jìn)一步提升電機(jī)性能和整車(chē)熱管理水平。除了熱管理模塊外,舍弗勒也可根據(jù)客戶的需求提供閥體。
節(jié)能減排無(wú)論放到哪一個(gè)領(lǐng)域都是一個(gè)永恒的話題,從軸承、離合器到熱管理、電驅(qū)系統(tǒng),舍弗勒的傳承和創(chuàng)新始終圍繞著節(jié)能減排展開(kāi)。
期望未來(lái)能做到底盤(pán)領(lǐng)域的TOP 3
技術(shù)研討會(huì)上,另一個(gè)重點(diǎn)是“智”——舍弗勒在試乘試駕車(chē)輛和靜態(tài)展示車(chē)輛上展示了底盤(pán)線控化產(chǎn)品,覆蓋從底盤(pán)的機(jī)械零部件到集成化系統(tǒng)。
后輪轉(zhuǎn)向,舍弗勒進(jìn)入轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的起點(diǎn)。2018年,舍弗勒收購(gòu)德國(guó)公司Paravan的線控驅(qū)動(dòng)技術(shù)Space Drive,次年后輪轉(zhuǎn)向業(yè)務(wù)在中國(guó)起步,經(jīng)過(guò)數(shù)年驗(yàn)證,2022年11月該產(chǎn)品在德國(guó)量產(chǎn),一年后國(guó)內(nèi)產(chǎn)線就位。舍弗勒透露,后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已應(yīng)用于路特斯Eletre,2024-2025年三個(gè)量產(chǎn)新項(xiàng)目啟動(dòng),舍弗勒將為之提供智能執(zhí)行器和機(jī)械子系統(tǒng)。
后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用是能夠直接減小長(zhǎng)軸距車(chē)輛的轉(zhuǎn)向直徑,提升了整個(gè)車(chē)輛的操控性,無(wú)懼狹小空間駕駛和泊車(chē)場(chǎng)景。在合作模式上,舍弗勒可提供完整的執(zhí)行器,包含機(jī)械件、傳感器、動(dòng)力單元及底層軟件,或者根據(jù)客戶需求提供其中的機(jī)械子系統(tǒng)、負(fù)責(zé)系統(tǒng)裝配集成等,由整車(chē)廠負(fù)責(zé)軟件功能或應(yīng)用層軟件、性能標(biāo)定等。
舍弗勒正在研發(fā)包含線控方向盤(pán)和輪端轉(zhuǎn)向器的前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng),將在2025年前后投入批量生產(chǎn)。這套集成式的線控轉(zhuǎn)向方案幫助創(chuàng)造新式內(nèi)飾設(shè)計(jì),方向盤(pán)可收放,根據(jù)模式選擇調(diào)節(jié)力反饋的大小,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化路感反饋。
短期內(nèi),舍弗勒將提供線控方向盤(pán)子系統(tǒng)(如主軸軸承、機(jī)械鎖止、管柱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))、輪端轉(zhuǎn)向器子系統(tǒng)(如滾珠絲杠及動(dòng)力單元),經(jīng)過(guò)幾年的系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)積累后,將提供完整的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
在懸架系統(tǒng)方面,舍弗勒使用專利的電磁閥設(shè)計(jì),自主開(kāi)發(fā)磁流變液技術(shù),提供可變阻尼減振系統(tǒng),有效降低車(chē)身振動(dòng)。目前,該系統(tǒng)已應(yīng)用于比亞迪漢DM-p等車(chē)上。
從機(jī)械零部件到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)的各項(xiàng)能力,最終目的是簡(jiǎn)化底盤(pán)設(shè)計(jì),提高靈活性,實(shí)現(xiàn)L2到L3/L4的商業(yè)化跨越。舍弗勒在研討會(huì)現(xiàn)場(chǎng)展出了一款滑板底盤(pán),不同的承載、車(chē)身尺寸及結(jié)構(gòu)需求都可共享該底盤(pán)平臺(tái),極大地縮短開(kāi)發(fā)周期及總成本。
舍弗勒的智能線控一體化覆蓋底盤(pán)域控制器、電橋、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和智能角模塊。該套策略將幫助車(chē)輛從一驅(qū)一轉(zhuǎn)升級(jí)為兩驅(qū)兩轉(zhuǎn),最終到四驅(qū)四轉(zhuǎn)的分布式驅(qū)動(dòng)和分布式轉(zhuǎn)向,四輪最大轉(zhuǎn)角均可達(dá)到90°。
對(duì)于未來(lái)的業(yè)績(jī)目標(biāo),舍弗勒大中華區(qū)汽車(chē)科技事業(yè)部總裁陳相濱博士直言,希望未來(lái)能做到底盤(pán)領(lǐng)域的TOP 3。
本土為本土,更為全球
對(duì)于大家關(guān)注的中國(guó)業(yè)務(wù)和團(tuán)隊(duì)地位,舍弗勒各位領(lǐng)導(dǎo)均用實(shí)際案例來(lái)說(shuō)明“充分授權(quán)”到底有多充分。
首先,技術(shù)研發(fā)上,此次研討會(huì)上的眾多產(chǎn)品出自中國(guó)本土團(tuán)隊(duì)之手,如電驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)中的二合一電橋、底盤(pán)業(yè)務(wù)中的用于實(shí)現(xiàn)商用車(chē)自動(dòng)駕駛的智能電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(e2HPS)及用于底盤(pán)懸架系統(tǒng)的可變阻尼減振器(VDS)。
舍弗勒稱,中國(guó)團(tuán)隊(duì)是集團(tuán)除了總部外的第二大研發(fā)團(tuán)隊(duì)。今年,舍弗勒在中國(guó)的第二研發(fā)中心在長(zhǎng)沙正式揭牌,位于上海安亭的新研發(fā)大樓正式啟用,進(jìn)一步加強(qiáng)本土研發(fā)。
陳相濱稱,“我們?cè)谥袊?guó)做的所有工作,比如說(shuō)我們的創(chuàng)新,每次跟我們的CEO青克先生談,我從來(lái)沒(méi)有聽(tīng)到過(guò)no,永遠(yuǎn)是yes,基本上對(duì)中國(guó)團(tuán)隊(duì)是100%的授權(quán)。”
其次,投產(chǎn)方面,輪轂電機(jī)及扁線電機(jī)、智能電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)等先后啟動(dòng)量產(chǎn)或即將投產(chǎn)。
舍弗勒稱,到2026年,集團(tuán)將在全球范圍內(nèi)投資逾5億歐元,用于電機(jī)產(chǎn)能擴(kuò)充和新產(chǎn)線建設(shè)。就在技術(shù)研討會(huì)召開(kāi)的同期,舍弗勒太倉(cāng)制造基地新能源二期工廠啟用,以及與太倉(cāng)高新區(qū)簽訂新能源三期項(xiàng)目投資協(xié)議。其中二期工廠主要從事新能源汽車(chē)核心零部件如電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子等產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。三期項(xiàng)目占地約70,000平方米,協(xié)議投資額達(dá)2億歐元(約合15億人民幣),將聚焦新能源電驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域,涵蓋如輪轂電機(jī)、電橋減速箱、混動(dòng)變速箱等新能源汽車(chē)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造,以及物流倉(cāng)儲(chǔ)等配套設(shè)施。
陳相濱表示,舍弗勒的“本土”不再局限于服務(wù)本土,更是在為印度和韓國(guó)的業(yè)務(wù)提供支持,如為海外市場(chǎng)配套的電橋產(chǎn)品不僅是由中國(guó)研發(fā),更是在中國(guó)生產(chǎn)。“本土不單單聚焦在本土,更為全球。”
在舍弗勒大中華區(qū)CTO劉泳博士看來(lái),技術(shù)是不分區(qū)域的,只有在全球化合作過(guò)程中,中國(guó)團(tuán)隊(duì)才會(huì)變得更強(qiáng)大,產(chǎn)品也會(huì)更高質(zhì)。而全球化的人才,才是舍弗勒“pioneer motion”背后真正的力量。
來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:NE時(shí)代
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