余平:单电机结合减速机将成电动乘用车驱动技术必然趋势

第一电动网 杜俊仪

2016年1月15日,由全球新能源汽车大会官方机构主办的新能源汽车工程师夜话在广州市隆重召开。来自新能源整车企业、电池、电机等核心零部件企业的优秀技术专家齐聚一堂,通过专业视角解析2015年新能源汽车技术进展和未来发展方向。精进电动公司董事长、CEO余平,同时也是动力总成和传动总工程师,就“高度电动化的汽车驱动系统”作出主题演讲,他分析了乘用车电动驱动市场技术发展的趋势:纯电动和增程式乘用车的驱动需求将以电机结合固定速比减速器为主,新一代的部分产品向电机和变速机构结合的产品演化。

精进电动CEO余平

精进电动CEO余平

乘用车电驱动系统

根据不同程度的电动化,乘用车主要采用技术路线有起停系统、弱/中混系统、强混系统、插电/增程以及纯电动。基于国内的新能源汽车发展路线和补贴标准,插电式混动、增程式以及纯电动在市场上获得了更好的推广。

余平表示,目前国内插电式技术已经实现很好的发展,比亚迪秦、上汽荣威550插电版等产品都采用了先进的插电式混合动力技术,插电系统凭借高效率、低成本和电池装载量少等方面优势,得到了广泛的普及。据他分析,未来一两年内还会有大量的插电式混动系统在国内启动销售。

余平还介绍了目前全球范围内主流的插电式混动产品的技术方案和性能水平,包括通用Volt、丰田普锐斯等,尤其本田在2013年推出了本田雅阁插电増程电动汽车,采用更加简单的“串并联”构型,取得了略优于动力分流构型的效率和性能。

余平:单电机结合减速机将成电动乘用车驱动技术必然趋势

“在插电混合动力市场,以前我们要拉一个单子,知名车型都是跨国做出来的。最近行业里涌现出了一大批新的产品,非常值得我们中国行业欣喜和骄傲是,越来越多的中国的插电混合动力系统,在全球范围内成了市场主要的竞争者,比如说比亚迪秦和荣威550插电。昨天在北美车展出现世界上第一款插电混合动力7座的MPV,也给大家报一个喜,这个MPV的油冷双电机是我们公司的产品。”

余平:单电机结合减速机将成电动乘用车驱动技术必然趋势

“(如上图所示)丰田普锐斯插电、雪佛兰Volt插电,福特系列插电这些车是典型的动力分流插电混合动力产品。在混合动力段,随着不同的车重,美国五循环百公里油耗水平都是在5升左右。如果我们做一件事,把油耗除以车重,就得出来了吨重油耗。横向对比吨重油耗,结果是打破了‘动力分流一定最好’的惯性思维,双电机串并联系统也可以得到很好的油耗,而且具有结构简单、控制简单的优势。另外,如果大家看电量平衡模式下吨重油耗3升左右这个指标,如果我国在2020年的平均中级轿车的车重是1.5吨,那么平均油耗就是4.5升。也就是说,我们制定的平均5升的限值,节能车4.5升的目标,对2020年,真是不高的,甚至有点低了。很多国外的大、中级轿车早在2010年左右就达到了,但是基础就是混合动力技术。”余平表示。

另一方面,虽然有补贴,增程式技术目前在国内暂未获得广泛应用。但余平强调,增程式是新能源车企拿到新能源乘用车资质的关键产品类型之一,所以增程系统也不能忽视。“增程系统必须在充电设施非常完善后才能发挥优势,必须是用于解决消费者的里程焦虑问题,而不是用来解决里程问题,因为增程系统在中高负荷或高速时传动效率比较低。从目前的推广销售情况来讲,在同样的补贴条件下,插电比增程具有绝对的优势,但是我们认为当充电设施非常广泛以后,增程系统不失为一个良好的方案。”

在纯电动方面,各种类型的驱动形势不断涌现,包括单级减速、两档变速,双电机动力分配等。“现在很多纯电动车型以电机和减速器组装的技术为主,但这并不是完美的解决方案,趋势是电机和高速的减速机构在设计上结合在一起,带来减小体积,减轻重量,减少失效模式,降低成本的优势。我们认为在市场进一步的演化过程中,这会是一个必然的趋势。”余平总结了乘用车电驱动市场技术需求演化的两个趋势:纯电动和增程电动乘用车的驱动需求将以电机结合固定速比减速器为主;纯电动和增程式乘用车的驱动需求将以电机结合固定速比减速器为主,新一代的部分产品向电机和变速机构结合的产品演化。

商用车电驱动系统

2015年新能源商用车在市场上获得了非常快的发展,纯电动商用车生产14.79万辆,同比增长8倍,插电式混合动力商用车生产2.46万辆,同比增长79%。“我们感谢国家的政策和行业的发展,我们实际上在两个市场作战,一方面在乘用车市场有大量的业务,另一方面在商用车市场也有大量的业务,同时我们非常有幸很多技术路线并实践。”余平指出,新能源商用车在技术上显示了一些非常典型的趋势:一是向纯电动驱动、高效化、零排放或方向发展,即使是插电混合动力也在降低排放。另一方面,新动力总成技术构型不断涌现,以两年一代的高速度进行更迭。与此同时,产品的可靠性和耐久性也在不断提高,已经接近传统产品。

在余平看来,纯电商用车里面,高转矩直驱电机是最简单、最可靠的驱动方案。从新的补贴标准和国家的推动方向来看,长途客车公交化,然后电动化将是一个趋势。现在旅游区对纯电动客车车的需求增多。这些新市场对整车高速、爬坡能力的要求也越来越高。高效的双电机动力分配式驱动,或电机加上一个小的变速箱,将是比较好的解决方案。

插电混合动力构型方面,像BSG混联混合动力系统,在商用车市场已经逐渐被淘汰;ISG混联已经日益是市场的主流产品;并联混合动力仍然是主要的混合动力方案之一,但是随着整个市场对电功率比的要求的提升,它也逐渐向高功率的ISG并联混合动力发展。

目前,新的技术不断涌现。比如双电极负载分配驱动,是我们部署的高端产品,把乘用车的一些技术应用到商用车上,组合功率也非常高,而且双电机系统可以任何一个转速下可以判断用哪一个电机更高效,最后带来的好处是节省4-5%的电。电机可能稍微贵了一两万块钱,但是我们为纯电客车节省了5到10万的电池,这是非常好的消息。

又比如在传统的ISG混联系统中,采用我们自主开发高转矩电磁自动离合器,彻底替代气动干式离合器,这给运营企业带来了非常独特的价值:它免除了离合器的维护,也没有变速器,每年省掉了客车运营企业维护离合器、变速器,提高了两天从出勤率,经济效益5千到1万块钱,8到10年期间能给客户省5万到10万块钱。这些产品都可以做到100%的涉水运行,抵御日益增多的城市内涝。“新能源汽车技术的进步给客户带来了以前传统动力不具备的一些新的产品特征和价值,有些给客户带来惊喜。”余平如是表示。

最后就是我们现在逐渐看到的新能源商用车和零部件企业,特别是拥有比较先进技术和品质的企业,在走向美国和欧洲市场,我们国家新能源商用车市场是美欧的二三十倍,但是无论如何出口美国欧洲都帮助开辟一个很好的市场。

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