新能源汽车的核心配置是电动机,和发动机相比最大的区别就是, 电动机的功率是恒定的,可以克服阻力所需要的转矩,及可获取该阻力下的最高转速,电动机本身就自带变速箱的属性,因此不需要额外配备? 所有新能源汽车都不需要变速箱吗? 目前新能源汽车串联、纯电动、燃料电池目前多采用单级减速器,未来能耗要求提升,或发展为多级减速器;并联多采用现有自动变速箱进行改造或使用电驱动桥;混联多采用专用混动变速箱。总体来看,新能源汽车仍然需要变速箱,近年来出现了两挡变速器、同轴变速器、集成电子断开差速器的变速器、集成双离合器式差速器的变速器、电动机控制器变速器三合一总成、集成发动机电 动机发电机的变速器等新型变速器。 1 两挡变速器 吉凯恩(GKN)两挡变速器,减速比分别为11.38和5.85。图1为吉凯恩两挡变速器剖视图,图2为吉凯恩两挡变速器在输入轴上的换挡机构。应用在宝马(BMW)i8(参数|图片)混合动力车上。 格特拉克(Getrag)两挡变速器,减速比分别为12.06和8.61。 与减速比为9-10.5的单挡变速器相比,两挡变速器的低速挡减速比设置为11-12,满足加速和爬坡性能,而且所需电动机最大转矩可以降低;高速挡减速比设置为5-9,满足最高车速要求,而且所需电 动机最高转速可以降低。电 动机最大转矩和最高转速降低,可使得电 动机小型化、轻量化。而且两挡变速器可使电 动机较多地在最佳效率点运转,降低油耗。 图1 吉凯恩两挡变速器剖视图 图2 吉凯恩两挡变速器在输入轴上的换挡机构 2 同轴变速器 吉凯恩变速器,输入轴与输出轴同轴。图3为吉凯恩同轴单挡变速器剖视图。应用在沃尔沃(Volvo)XC90(参数|图片) T8混合动力汽车上。 雪佛兰(Chevrolet)Bolt(参数|图片)变速器,输入轴与输出轴同轴。图4为雪佛兰Bolt同轴单挡变速器剖视图。应用在雪佛兰Bolt纯电动汽车上。 输入轴输出轴同轴结构,可减小变速器尺寸,便于整车布置。 图3 吉凯恩同轴单挡变速器剖视图 图4 雪佛兰Bolt同轴单挡变速器剖视图 3 集成电子断开差速器的变速器 吉凯恩变速器,集成电子断开差速器。图3为其剖视图。图5为吉凯恩电子断开差速器爆炸图。应用在沃尔沃XC90 T8混合动力汽车上。 高速时,电子断开差速器将电 动机与车轮分离,以提高高速时系统效率并防止电动机超速。电子断开差速器控制犬牙式离合器接合或分离,使用霍尔传感器非接触式测量离 动合器位置。 图5 吉凯恩电子断开差速器爆炸图 4 集成双离合器式差速器的变速器 吉凯恩变速器,集成双离合器式差速器。图6为其剖视图。该差速器应用在路虎揽胜极光(参数|图片)(Range Rover(参数|图片) Evoque)、福特福克斯(Ford Focus)RS上 ,也可应用在纯电动汽车或混合动力汽车上。 采用双离合系统取代传统差速器,可精确调节每个车轮的扭矩,实现左、右车轮扭矩矢量控制。实现扭矩限制,实现电子限滑差速锁功能。断开连接时提高系统效率。 图6 5 两挡同轴集成双离合器式差速器的变速器 吉凯恩两挡同轴变速器集成双离合器式差速器(吉凯恩称为eTwinsterX),在2017年法兰克福国际汽车展上首次亮相。 该变速器综合了上述的两挡、同轴、双离合器式差速器三种变速器的特点。 6 电动机控制器变速器三合一总成 吉凯恩三合一总成。计划于2019年在欧洲汽车制造商的全球平台上生产。 采埃孚(ZF)三合一总成。于2018年量产,应用在欧洲汽车制造商车型上。 以及麦格纳(Magna)、博世(Bosch)三合一总成。 三合一总成结构紧凑、功率密度高、系统效率高、安装简单、减少电缆、可以提供整体解决方案。 7 集成发动机电动机发电机的变速器 吉凯恩集成发动机电 动机发电机的变速器,剖视图如图7所示。应用在三菱欧蓝德(Mitsubishi Outlander)混合动力汽车上。 本田(Honda)集成发动机电 动机发电机的变速器,剖视图如图8所示。应用在雅阁(Accord)混合动力汽车等车型上。 丰田(Toyota)集成发动机电 动机发电机的变速器,剖视图如图9所示,原理图如图10所示。应用在第四代普锐斯(Prius)等车型上。 菲亚特克莱斯勒(FCA)集成发动机电 动机发电机的变速器,原理图如图11所示。应用在大捷龙(Pacifica)混合动力汽车上。 实现纯电动、串联混合动力、并联混合动力、混联混合动力等模式之间切换,提高了整车性能和效率。 图7 图8 图9 图10 图11 延伸阅读 新能源汽车冲击,发动机前途暗淡? 另外,随着混合动力、纯电动等新能源车的普及,让不少人认为,汽车零部件企业尤其是汽车发动机生产企业 前途暗淡,他们认为“发动机是熟透了的技术”,就要进入“冰河期”了。 这其实是一个误解。更多新型发动机的诞生,比如大发、马自达、通用等企业相继开发出更小排量更新技术,燃效相比以往至少提升22%以上,即便扣除自启停带来的油耗优势,也能看出传统发动机其实还有很大的挖掘潜力,可以继续茁壮成长。 据报道,在传统动力上,马自达运用高压缩比在第一阶段达到了与弱混相当的燃效,第二阶段可以达到强混相当的燃效。这其中发展的核心点就在于单纯利用发动机实现稀薄燃烧,最终希望内燃机可以在2030年将70%的内燃机汽车二氧化碳排放量相比1990年降低80%。 就目前来说,传统汽车零部件无论是体量还是重要性,依然远远超过新能源所占的比例,发展新能源并不代表放弃传统汽车的相关发展,两者都很重要。 |
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