導(dǎo)讀:這些年隨著造車新勢力的加入,讓新能源車市場快速攪動(dòng),但是在各種天花亂墜的商業(yè)模式創(chuàng)新之下,核心技術(shù)的突破卻困難重重,潮水退去之后,誰在裸泳?繼此前的電池專題之后,本期我們就新能源汽車三大件中的電機(jī)和變速箱,當(dāng)下以及未來發(fā)展來為大家做一個(gè)簡單的解讀。
在新能源汽車愈發(fā)火爆的當(dāng)下,傳統(tǒng)燃油車的動(dòng)力總成已經(jīng)難以適應(yīng)其發(fā)展,從市場當(dāng)下主流熱銷的車型來看,一般配備單速變速箱或者干脆取消了變速箱配備,而混動(dòng)車型則基于傳統(tǒng)變速箱進(jìn)行稍加改裝或者全新打造,隨著架構(gòu)預(yù)計(jì)智能以及集成化,傳統(tǒng)變速箱與新能源、尤其是混動(dòng)車型所搭載的變速箱道路分歧愈發(fā)明顯。
在燃油車的時(shí)代,發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱可謂是汽車的靈魂,而在一百多年的發(fā)展史上,投入精力和金錢最多、技術(shù)積累最深的,恐怕就是動(dòng)力和傳動(dòng)這兩大系統(tǒng),不過到了新能源汽車時(shí)代,發(fā)動(dòng)機(jī)的地位大大下降,與電動(dòng)機(jī)共同使用或者被電動(dòng)機(jī)所替代,因此,與之匹配的變速箱也進(jìn)行了相應(yīng)的變動(dòng)。
隨著汽車市場電氣化趨勢來臨,無論是出于對未來汽車市場的考量,還是提升旗下產(chǎn)品競爭力,電氣化時(shí)代的變速箱研發(fā)都已經(jīng)成為了車企乃至下級供應(yīng)商考慮的方向,但在輕混、強(qiáng)混、插電混動(dòng)、增程式混動(dòng)以及純電動(dòng)多路線的發(fā)展下,變速箱該更側(cè)重與哪方面,成為了車企與下級供應(yīng)商面對的一個(gè)難題!
多路線混戰(zhàn)時(shí)代,該站在哪一方之下
從新能源發(fā)展來看,混合動(dòng)力在補(bǔ)貼大幅減少甚至為零的當(dāng)下,其銷量仍占據(jù)新能源細(xì)分市場的主流,而從技術(shù)路線來看,主要以可以分為P0、P1、P2、P3、P4等模式,從架構(gòu)來看,P0、P1由于節(jié)油效果不明顯,屬于混動(dòng)的初級階段,現(xiàn)如今已經(jīng)被多數(shù)車企所舍棄,而P2、P3、P4等模式成為了當(dāng)下混合動(dòng)力主要采用的布局。
從技術(shù)角度來看,P0模式電動(dòng)機(jī)主要集成在發(fā)動(dòng)機(jī)旁邊,發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過皮帶柔性連接。而P1模式則采用電動(dòng)機(jī)集成在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸之上,在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候則可以為電動(dòng)機(jī)充電、在滑行還可實(shí)現(xiàn)能量的回收和儲(chǔ)存,但缺陷也比較明顯,電動(dòng)機(jī)因?yàn)榕c發(fā)動(dòng)機(jī)連接原因,在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸就必須旋轉(zhuǎn),這樣電機(jī)沒辦法單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輪,而在能量回收以及滑行模式下,電動(dòng)機(jī)也必須帶動(dòng)曲軸運(yùn)轉(zhuǎn),不僅浪費(fèi)能量,還相應(yīng)的增加了車輛的噪音,所以P0、P1沒有純電行駛模式。但這種結(jié)構(gòu)好處是可以利用傳統(tǒng)變速箱檔位,基本不需要對車型架構(gòu)做太大的調(diào)整。
而P2模式基本與P1比較相似,電動(dòng)機(jī)也位于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間,但P2模式不需要像P1一樣整合在發(fā)動(dòng)機(jī)外殼中,因此可以集成在變速箱輸入軸上或者通過軟性連接與變速箱相連。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)以及變速箱之間可以采用離合器分離或者結(jié)合,所以電動(dòng)機(jī)可以單獨(dú)運(yùn)行,并且還能利用變速箱檔位。
P2是目前市面混動(dòng)車型采用最多的模式,該技術(shù)投資較少即可實(shí)現(xiàn)混動(dòng)效果,主要用于插電式混動(dòng)和強(qiáng)混。
比如舍弗勒推出的P2混動(dòng)模塊,將離合器集成在電動(dòng)機(jī)定子之中,可以減少變速箱檔位的影響,使混動(dòng)車型在可在行進(jìn)間進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)之間的扭矩傳遞,并且結(jié)構(gòu)非常緊湊,我們熟知的長安CS75 PHEV、長城P8 PHEV都采用了舍弗勒的兩檔變速器。
P3模式則將電動(dòng)機(jī)挪移到變速箱的末端,避免了傳統(tǒng)變速箱能量的損耗,相比P0、P1和P2布局,P3最主要的優(yōu)勢是純電驅(qū)動(dòng)和動(dòng)能回收的效率,且純電傳動(dòng)更為直接,更高效,在急加速方面表現(xiàn)尤為搶眼。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中,可以選擇對應(yīng)的離合器來啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),因此,整體設(shè)計(jì)更為簡單。但是,電動(dòng)機(jī)需要加裝的單級變速箱,相應(yīng)的提高了成本,并且,由于電機(jī)無法與變速箱或發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行整合,需要占用額外的體積。
當(dāng)然,還有一種方案就是將電動(dòng)機(jī)集成在變速箱的內(nèi)部,這里要講的就會(huì)P2方案之中的一種——PS(功率分流),目前在混動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域,儲(chǔ)備最深、層次最高的豐田和通用都是這一流派的積極擁護(hù)者。值得一提的是,PS系統(tǒng)都是基于雙離合變速箱打造,利用了雙離合變速箱可以在兩個(gè)輸入軸之間切換的特點(diǎn),將電動(dòng)機(jī)集成到了其中一軸上,實(shí)現(xiàn)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力扭矩銜接。使用PS的方案包含了中混、強(qiáng)混、混合策略插電混動(dòng),以及增程式插電混動(dòng)。
P4模式是把電動(dòng)機(jī)放在了驅(qū)動(dòng)橋,直接驅(qū)動(dòng)車輪,該模式發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)通過地面耦合,但與發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部并不存在任何機(jī)械連接,并且還可實(shí)現(xiàn)四驅(qū)模式。但由于該模式不能在純電驅(qū)和純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)之間切換,所以一般應(yīng)用于插電混動(dòng),或者是弱混模式。如寶馬i8,沃爾沃T8插混等車型。
變速箱未來發(fā)展
但簡單來說,P0-P4這所有的模式,有個(gè)共同點(diǎn)就是保留了傳統(tǒng)檔位的變速箱,但P2-P4模式需要更具需求對變速箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)的調(diào)整。從當(dāng)下混動(dòng)市場來看,國外供應(yīng)商已經(jīng)基本完成了P4模式的變速箱研發(fā),如舍弗勒schaeffler兩檔減速器以及吉?jiǎng)P恩GKN兩檔減速器,舍弗勒兩檔減速器基于DCT基礎(chǔ)上研發(fā),吉?jiǎng)P恩則基于AMT基礎(chǔ)上開發(fā)了兩檔減速器,并配備在了寶馬混動(dòng)動(dòng)力超跑i8之上,搭載了兩個(gè)檔位的寶馬i8既不會(huì)產(chǎn)生換檔頓挫感,低速檔也沒有明顯噪聲,并且純電模式下加速到250km/h的用時(shí)明顯比特斯拉Model S短。
但從研制方向來看,車企與下游供應(yīng)商在混動(dòng)模式下開發(fā)的變速箱依舊是基于其原有優(yōu)勢方面進(jìn)行開發(fā),如DCT、AT以及全新模式的eCVT,但從P1-P4的趨勢來看,電動(dòng)機(jī)開始越來越獨(dú)立,而基于P4研發(fā)的變速箱已經(jīng)可以投放到純電動(dòng)汽車之上,有種殊途同歸的趨勢。
從當(dāng)今技術(shù)發(fā)展以及論證研究的方向來看,混動(dòng)模式下的變速箱發(fā)展仍將以AT、DCT以及ECVT為主,但AT以及DCT都需要對變速箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)的調(diào)整,尤其是P3模式下的PS機(jī)構(gòu)將是DCT未來發(fā)展方向。而基于行星齒輪的ECVT,結(jié)構(gòu)簡單,并且傳動(dòng)效率比較高,主要方向分為輸入分流式、輸出匯流式以及符合分匯流式,但由于專利限制,技術(shù)主要掌握在豐田以及通用的手中,在專利到期后,預(yù)計(jì)將成為混動(dòng)以及純電動(dòng)汽車的主要發(fā)展方向。
不管怎樣,變速箱的結(jié)構(gòu)性發(fā)展,為國內(nèi)車企以及供應(yīng)商提供了一次絕佳的趕超機(jī)會(huì),吉利已經(jīng)研發(fā)出P3模塊的混動(dòng)系統(tǒng),而盛瑞以及萬里揚(yáng)也針對性的推出了8AT混動(dòng)以及CVT19混動(dòng)變速箱,明顯與海外車企與供應(yīng)商縮短了技術(shù)差距,對于純電動(dòng)方面,精進(jìn)電機(jī)也已經(jīng)研發(fā)出了二級集成式變速箱??梢哉f,在新能源路線紛雜的當(dāng)下,國內(nèi)車企以及供應(yīng)商多線路齊發(fā)力,取得了不錯(cuò)的成果,但在疲弱的供應(yīng)鏈以及集成控制能力下,未來能否迅速趕超乃至形成技術(shù)優(yōu)勢,就要考驗(yàn)國內(nèi)車企以及下游供應(yīng)商的智慧了。
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