2016年1月15日,由全球新能源汽車大會官方機構主辦的新能源汽車工程師夜話在廣州市隆重召開。來自新能源整車企業、電池、電機等核心零部件企業的優秀技術專家齊聚一堂,通過專業視角解析2015年新能源汽車技術進展和未來發展方向。精進電動公司董事長、CEO余平,同時也是動力總成和傳動總工程師,就“高度電動化的汽車驅動系統”作出主題演講,他分析了乘用車電動驅動市場技術發展的趨勢:純電動和增程式乘用車的驅動需求將以電機結合固定速比減速器為主,新一代的部分產品向電機和變速機構結合的產品演化。
精進電動CEO余平
乘用車電驅動系統
根據不同程度的電動化,乘用車主要采用技術路線有起停系統、弱/中混系統、強混系統、插電/增程以及純電動。基于國內的新能源汽車發展路線和補貼標準,插電式混動、增程式以及純電動在市場上獲得了更好的推廣。
余平表示,目前國內插電式技術已經實現很好的發展,比亞迪秦、上汽榮威550插電版等產品都采用了先進的插電式混合動力技術,插電系統憑借高效率、低成本和電池裝載量少等方面優勢,得到了廣泛的普及。據他分析,未來一兩年內還會有大量的插電式混動系統在國內啟動銷售。
余平還介紹了目前全球范圍內主流的插電式混動產品的技術方案和性能水平,包括通用Volt、豐田普銳斯等,尤其本田在2013年推出了本田雅閣插電増程電動汽車,采用更加簡單的“串并聯”構型,取得了略優于動力分流構型的效率和性能。
“在插電混合動力市場,以前我們要拉一個單子,知名車型都是跨國做出來的。最近行業里涌現出了一大批新的產品,非常值得我們中國行業欣喜和驕傲是,越來越多的中國的插電混合動力系統,在全球范圍內成了市場主要的競爭者,比如說比亞迪秦和榮威550插電。昨天在北美車展出現世界上第一款插電混合動力7座的MPV,也給大家報一個喜,這個MPV的油冷雙電機是我們公司的產品。”
“(如上圖所示)豐田普銳斯插電、雪佛蘭Volt插電,福特系列插電這些車是典型的動力分流插電混合動力產品。在混合動力段,隨著不同的車重,美國五循環百公里油耗水平都是在5升左右。如果我們做一件事,把油耗除以車重,就得出來了噸重油耗。橫向對比噸重油耗,結果是打破了‘動力分流一定最好’的慣性思維,雙電機串并聯系統也可以得到很好的油耗,而且具有結構簡單、控制簡單的優勢。另外,如果大家看電量平衡模式下噸重油耗3升左右這個指標,如果我國在2020年的平均中級轎車的車重是1.5噸,那么平均油耗就是4.5升。也就是說,我們制定的平均5升的限值,節能車4.5升的目標,對2020年,真是不高的,甚至有點低了。很多國外的大、中級轎車早在2010年左右就達到了,但是基礎就是混合動力技術。”余平表示。
另一方面,雖然有補貼,增程式技術目前在國內暫未獲得廣泛應用。但余平強調,增程式是新能源車企拿到新能源乘用車資質的關鍵產品類型之一,所以增程系統也不能忽視。“增程系統必須在充電設施非常完善后才能發揮優勢,必須是用于解決消費者的里程焦慮問題,而不是用來解決里程問題,因為增程系統在中高負荷或高速時傳動效率比較低。從目前的推廣銷售情況來講,在同樣的補貼條件下,插電比增程具有絕對的優勢,但是我們認為當充電設施非常廣泛以后,增程系統不失為一個良好的方案。”
在純電動方面,各種類型的驅動形勢不斷涌現,包括單級減速、兩檔變速,雙電機動力分配等。“現在很多純電動車型以電機和減速器組裝的技術為主,但這并不是完美的解決方案,趨勢是電機和高速的減速機構在設計上結合在一起,帶來減小體積,減輕重量,減少失效模式,降低成本的優勢。我們認為在市場進一步的演化過程中,這會是一個必然的趨勢。”余平總結了乘用車電驅動市場技術需求演化的兩個趨勢:純電動和增程電動乘用車的驅動需求將以電機結合固定速比減速器為主;純電動和增程式乘用車的驅動需求將以電機結合固定速比減速器為主,新一代的部分產品向電機和變速機構結合的產品演化。
商用車電驅動系統
2015年新能源商用車在市場上獲得了非常快的發展,純電動商用車生產14.79萬輛,同比增長8倍,插電式混合動力商用車生產2.46萬輛,同比增長79%。“我們感謝國家的政策和行業的發展,我們實際上在兩個市場作戰,一方面在乘用車市場有大量的業務,另一方面在商用車市場也有大量的業務,同時我們非常有幸很多技術路線并實踐。”余平指出,新能源商用車在技術上顯示了一些非常典型的趨勢:一是向純電動驅動、高效化、零排放或方向發展,即使是插電混合動力也在降低排放。另一方面,新動力總成技術構型不斷涌現,以兩年一代的高速度進行更迭。與此同時,產品的可靠性和耐久性也在不斷提高,已經接近傳統產品。
在余平看來,純電商用車里面,高轉矩直驅電機是最簡單、最可靠的驅動方案。從新的補貼標準和國家的推動方向來看,長途客車公交化,然后電動化將是一個趨勢。現在旅游區對純電動客車車的需求增多。這些新市場對整車高速、爬坡能力的要求也越來越高。高效的雙電機動力分配式驅動,或電機加上一個小的變速箱,將是比較好的解決方案。
插電混合動力構型方面,像BSG混聯混合動力系統,在商用車市場已經逐漸被淘汰;ISG混聯已經日益是市場的主流產品;并聯混合動力仍然是主要的混合動力方案之一,但是隨著整個市場對電功率比的要求的提升,它也逐漸向高功率的ISG并聯混合動力發展。
目前,新的技術不斷涌現。比如雙電極負載分配驅動,是我們部署的高端產品,把乘用車的一些技術應用到商用車上,組合功率也非常高,而且雙電機系統可以任何一個轉速下可以判斷用哪一個電機更高效,最后帶來的好處是節省4-5%的電。電機可能稍微貴了一兩萬塊錢,但是我們為純電客車節省了5到10萬的電池,這是非常好的消息。
又比如在傳統的ISG混聯系統中,采用我們自主開發高轉矩電磁自動離合器,徹底替代氣動干式離合器,這給運營企業帶來了非常獨特的價值:它免除了離合器的維護,也沒有變速器,每年省掉了客車運營企業維護離合器、變速器,提高了兩天從出勤率,經濟效益5千到1萬塊錢,8到10年期間能給客戶省5萬到10萬塊錢。這些產品都可以做到100%的涉水運行,抵御日益增多的城市內澇。“新能源汽車技術的進步給客戶帶來了以前傳統動力不具備的一些新的產品特征和價值,有些給客戶帶來驚喜。”余平如是表示。
最后就是我們現在逐漸看到的新能源商用車和零部件企業,特別是擁有比較先進技術和品質的企業,在走向美國和歐洲市場,我們國家新能源商用車市場是美歐的二三十倍,但是無論如何出口美國歐洲都幫助開辟一個很好的市場。
作者:杜俊儀
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