[汽車之家 技術(shù)] 大家還記得上個(gè)月董小姐(董明珠)曾經(jīng)在央視財(cái)經(jīng)的言論嗎?在談對制造業(yè)發(fā)表看法時(shí),,她引出了中國汽車的話題,。她在節(jié)目中直言對中國的汽車行業(yè)感到不滿,還提到了“中國的汽車有一點(diǎn)粗制濫造,�,!边@種說法一曝光就在網(wǎng)上引來了激烈討論,甚至有汽車行業(yè)人士的“反擊”,。就我個(gè)人而言,之前也走訪,、對話過很多本土的汽車企業(yè),,因?yàn)槠囆袠I(yè)是個(gè)大的集合,我只能說某個(gè)子集表現(xiàn)的比較出色,,尤其在當(dāng)下成本壓力如此大的環(huán)境下,如果保證產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)優(yōu)勢是個(gè)很大問題,;另一方面,,這一周電動(dòng)車事故的頻發(fā)也給我們帶來了很大的困惑,現(xiàn)階段電驅(qū)化的路線真的合適嗎,?它的未來究竟如何發(fā)展,?帶著這些疑問,,我來到了TMC大會(huì),,在這個(gè)國內(nèi)頂級的變速器技術(shù)研討會(huì)上,,我的這些疑問似乎有了一些答案,,但從學(xué)者們嚴(yán)肅的討論中,,似乎“危機(jī)”展露出來的僅僅是冰山一角……
文章開始先給各位之家的網(wǎng)友們安利下一TMC。這是中國汽車工程學(xué)會(huì)主辦的國際汽車變速器和驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研討會(huì),,今年已經(jīng)是十一屆了,,與外面的各類峰會(huì)不同,,TMC“玩的”完全是學(xué)者+技術(shù)人員的路線,現(xiàn)場還會(huì)有來自國內(nèi)外的各種供應(yīng)商(國內(nèi)供應(yīng)商居多),,如果您有機(jī)會(huì)參加,那么將是個(gè)了解國內(nèi)變速器研發(fā)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的好機(jī)會(huì),。
簡單地介紹了TMC,,下面言歸正傳,,我匯總了本次大會(huì)的幾大技術(shù)點(diǎn)和趨勢特征,,或許這些內(nèi)容可以幫我們揭開當(dāng)前行業(yè)的一些迷霧,,讓我們更好的認(rèn)清中國汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀,。
◆工科專家們的靈魂拷問——純電動(dòng)化現(xiàn)階段真的可行嗎,?
去年我國的汽車產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了28年的正增長后,迎來了第一次負(fù)增長,從一些外界的宣傳上看,,似乎有唱衰中國汽車市場的情況,,但從長期看,中國汽車市場依然后勁十足,,有巨大的發(fā)展空間,比如新能源汽車(不僅局限在純電動(dòng)汽車),比如電驅(qū)領(lǐng)域等,。
我們知道,中國做新能源汽車的時(shí)間是比較早的,,市場保有量也比較大,但從技術(shù)角度講,,我們國內(nèi)自主品牌的新能源汽車從整體技術(shù)水平來講,,和國外相比有一定差距。
首先電池包內(nèi)單體電池多,,電芯供應(yīng)商良莠不齊,,整車生產(chǎn)商,BMS開發(fā)者同樣良莠不齊,,那些新勢力團(tuán)隊(duì)能比特斯拉蔚來還好,?他們用的電芯能比松下還完善?幾千上萬節(jié)單體電池如何保障一致性,?偏差應(yīng)該控制在多少,?3年后5年后車企怎么保障幾千個(gè)單體電池衰減一致?有不一致的單體怎么把它找出來,?這些都是亟需告知消費(fèi)者的問題,。
確實(shí),比亞迪、寧德時(shí)代等中國企業(yè)都有非常強(qiáng)大的電池技術(shù)儲備和出貨量,,當(dāng)就像我上面提到的“子集”問題,,或許有某些看起來強(qiáng)大的子集,但放到大的集合里就沒那么突出了,,木桶效應(yīng)里所謂的最短板才是限制發(fā)展的最終因素,,在汽車領(lǐng)域同樣適用。
拋開電池,,芯片也是個(gè)大問題,。是的,又是芯片,,這里的芯片主要和電驅(qū)以及主控相關(guān),,其應(yīng)用范圍包括純電動(dòng)汽車和混動(dòng)汽車。
除了芯片還有電機(jī)的問題,,實(shí)際上國內(nèi)供應(yīng)商在電機(jī)方面的實(shí)力并沒有落下太多,,但國內(nèi)電機(jī)的開發(fā)都比較單一,國內(nèi)的新能源汽車基本上全是永磁同步電機(jī),,國外從感應(yīng)電機(jī)到永磁同步電機(jī),,還有少稀土和無稀土的同步電機(jī)都在研究,還有軸向式彈式電機(jī)國外也在發(fā)展,。
但電機(jī)控制器的效果差距是非常大的,,這里依然涉及了芯片以及控制軟件,我們的系統(tǒng)架構(gòu),,我們的功能安全,,還有我們的控制軟件,,跟國外先進(jìn)水平都有很大的差距,。
接下來是整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展,,這部分基本上也是往低噪音、高效,、高轉(zhuǎn)速的方向發(fā)展,。在傳動(dòng)方面國內(nèi)外的對比,,首先在系統(tǒng)方面,基本上差距還是在轉(zhuǎn)速和NVH這方面,。NEDC效率和噪音效率跟國外差距不大,,看零部件級,特別是高速的軸承,、油封,、電磁閥,還有濕式雙離合器模塊,、控制器,這些件基本都是國外的產(chǎn)品,。
當(dāng)然在傳動(dòng)方面,,我國各個(gè)車企和供應(yīng)商的投入是值得肯定的,,比如比亞迪,、上汽集團(tuán)以及萬里揚(yáng),、盛瑞等都有相關(guān)電驅(qū)產(chǎn)品,,我這里只是說有極核心的零部件需要進(jìn)行采購。
聊到這里,我想大家其實(shí)已經(jīng)可以對現(xiàn)階段新能源汽車的狀況有個(gè)判斷,,總結(jié)一下就是:有實(shí)力的國內(nèi)主機(jī)廠和供應(yīng)商已經(jīng)完成對技術(shù)及產(chǎn)品的布局,但核心零部件依然大部分在國外供應(yīng)商手中,。在這個(gè)全球化的市場環(huán)境下,,我們很難說這樣一個(gè)現(xiàn)狀是好是壞,,但俗話說的好“手里有糧,心中不慌。”或許只有當(dāng)我們真正掌握了核心制造技術(shù)時(shí),,話語權(quán)才能更重,,才更有競爭力。
下面一個(gè)問題既然純電動(dòng)車目前存在這么多制約,,現(xiàn)階段既能滿足排放又能讓車企順利發(fā)展的著力點(diǎn)是什么呢,?答案顯然是很明確了——混動(dòng),尤其是PHEV,。
首先需要說明,,參會(huì)的人員大部分都認(rèn)可混動(dòng)是目前發(fā)展路線,實(shí)際上,,市場的變化和補(bǔ)貼政策的不確定性讓每一家政策企業(yè)在技術(shù)路線的選擇上都不敢有所怠慢,,也沒有哪一家企業(yè)能明確提出未來只會(huì)選擇一種技術(shù)路線。國內(nèi)很多車企對HEV和PHEV都進(jìn)行著技術(shù)儲備,,只是由于日本對于HEV的研發(fā)已經(jīng)形成了完整的,、龐大的產(chǎn)業(yè)鏈,因此國內(nèi)在HEV上的宣傳不多,,更多展現(xiàn)在PHEV方面,。PHEV和HEV是基于傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決方案,我們相信發(fā)展P0到P4及將其組合發(fā)展是研發(fā)著力點(diǎn),。
◆變速器兩擋(新能源汽車)及多擋化是真正趨勢
高轉(zhuǎn)速,、系統(tǒng)集成及多擋化是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)小型化、輕量化,、高效化,、低成本的有效途徑。拋開上面提到的高速電機(jī),,中國廠商普遍在多擋變速器方面進(jìn)行了布局,,同時(shí)包括電子CVT等概念也開始出現(xiàn)。
根據(jù)博世的調(diào)查和預(yù)測,,到2030年,,每5輛新車中就會(huì)有一輛電動(dòng)車,這無疑會(huì)對變速器的發(fā)展產(chǎn)生關(guān)鍵影響,,研發(fā)適合新能源車型使用的變速器必然成為確實(shí)�,,F(xiàn)階段新能源車型主要以單擋為主,,多擋則是一種趨勢,而這里的多擋擋位也將會(huì)持續(xù)增加,。
目前,,對于單擋變速器其實(shí)在舒適性和噪音方面都沒有太大問題,但隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加,,單擋變速器的動(dòng)力性能表現(xiàn)以及變速范圍上會(huì)表現(xiàn)的差強(qiáng)人意,,通常來說,單擋變速器不能滿足最高車速是收到電機(jī)轉(zhuǎn)速的限制而不是電機(jī)功率的限制,。當(dāng)單擋變速器慢慢無法滿足使用后,,兩擋變速器開始出現(xiàn)。
兩擋變速器無論是爬坡能力還是最高車速等都可以比較好的達(dá)到,,隨之而來的就是換擋邏輯的問題,,對于兩擋變速器來說,在中高速時(shí)需要選擇換擋的時(shí)機(jī),,這個(gè)時(shí)機(jī)選擇可能是在平穩(wěn)駕駛時(shí)也可能是在加速的時(shí)候,,此時(shí)就需要考慮一個(gè)問題,怎么去管理這個(gè)換擋,,同時(shí)一擋和二擋的切換邏輯也十分重要,,直接影響了平順性,要知道電動(dòng)車一個(gè)很大的特點(diǎn)就是平順性,,尤其是面對電機(jī)這樣一個(gè)大扭矩輸出的動(dòng)力源,,舒適性就是一個(gè)需要著重考慮的點(diǎn)。
兩擋變速器的總成構(gòu)成和換擋技術(shù)也很有講究,。目前市面上總成構(gòu)成大體有三類,,分別是AMT構(gòu)型、AT構(gòu)型以及雙電機(jī)構(gòu)型,。
AMT構(gòu)型的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,,性價(jià)比高;第二種AT構(gòu)型的換擋品質(zhì)高,、無換擋中斷,;最后一種是雙電機(jī)構(gòu)型,目前很多主機(jī)廠都在對這種類型進(jìn)行研究,,比如上汽,,這種兩擋變速器無換擋中斷、效率較高,。與上面這三種類型對應(yīng)的換擋技術(shù)分別是精進(jìn)的電磁齒嵌式離合器,、豐川的無同步環(huán)換擋以及DCC動(dòng)態(tài)可控離合器。這些路線各有優(yōu)缺點(diǎn),誰都不知道誰能笑到最后,。
現(xiàn)階段來說,,兩擋變速器其實(shí)已經(jīng)有量產(chǎn),大部分搭載在高性能車型上,,比如插電混動(dòng)的寶馬i8,它在前橋集成了GKN的兩擋減速器,,這套系統(tǒng)為其帶來了優(yōu)秀的加速性能,,純電模式下都可以達(dá)到250km/h。
舍弗勒的兩擋變速器也是現(xiàn)階段的明星產(chǎn)品,,這臺集成了電機(jī),、減速齒輪組、差速器以及換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電驅(qū)系統(tǒng),,可以完成純電驅(qū)動(dòng),、制動(dòng)能量回收等功能,目前長安CS75 PHEV和WEY P8都有配備,。
我們目前看到的這些量產(chǎn)兩擋變速器都是國外供應(yīng)商的產(chǎn)品,,上汽集團(tuán)和BYD以及萬里揚(yáng)也有了相關(guān)技術(shù)的儲備,不過在具體的兩擋技術(shù)路線方面,,大家還都在摸索階段,。
除了兩擋變速器,電動(dòng)車用CVT也是一個(gè)發(fā)展方向,。目前博世已經(jīng)完成了相關(guān)研究,,根據(jù)博世的研究,他們認(rèn)為使用CVT可以讓電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低,,同時(shí)增加低速擋的扭矩,,同時(shí)CVT天生的舒適性也可以避免兩擋變速器的頓挫感,另外,,使用CVT和電機(jī)組合,,可以在同樣的動(dòng)力性能下選擇功率更小的電機(jī)。在成本方面CVT也有較好的表現(xiàn),,因?yàn)槭茄永m(xù)傳統(tǒng)CVT的結(jié)構(gòu),,因此從結(jié)構(gòu)上看改動(dòng)不大,最關(guān)鍵的是速比更大,,為電機(jī)小型化提供了空間,。
而萬里揚(yáng)更是展示了自己的電動(dòng)車CVT樣機(jī)。其代號為E-CVT280,,這是一臺完全適配電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的變速器,,他們認(rèn)為應(yīng)用于電驅(qū)的可以讓電機(jī)扭矩和轉(zhuǎn)速的大幅降低,可以有效減少電機(jī)材料應(yīng)用及降低軸承精度,降低電機(jī)成本,。而電機(jī)扭矩和轉(zhuǎn)速的大幅降低,,可以有效降低對控制器的需求,降低成本,。
從博世和萬里揚(yáng)的分析上看,,電驅(qū)CVT似乎也是未來一個(gè)很有潛力的發(fā)展方向,但不可否認(rèn)有幾個(gè)問題,。首先是CVT承受扭矩的問題,,我認(rèn)為之所以需要匹配小電機(jī),跟大電機(jī)扭矩過大,,CVT無法承受有一定關(guān)系,;第二點(diǎn)是其實(shí)電機(jī)已經(jīng)有比較好的調(diào)速特性,再用CVT是否有這個(gè)必要性,;第三點(diǎn)就是效率問題,。這三個(gè)問題目前還是未知,好在萬里揚(yáng)的產(chǎn)品將會(huì)在今年6月份正式發(fā)布,,我想到時(shí)候我們就能找到答案,。
◆48V、集成化和冷卻,、NVH等老生常談問題依然存在
如果上面的兩個(gè)是近幾年凸顯的問題,,那么電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化、高速化面臨的冷卻,、潤滑,、NVH噪聲、功能安全等問題是傳動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)化面臨的新的巨大挑戰(zhàn),,尤其是仿真,、安全和穩(wěn)定性等方面都需要全行業(yè)共同努力攻堅(jiān)克難。
48V則是合理成本條件下降低油耗的一個(gè)具有吸引力的低成本,、高繼承性型選擇方案,。我之前走訪了很多商用車品牌,比如江淮商用車就已經(jīng)上市了自己搭載48V微混的商用車,,而對于乘用車來說,,已有多家企業(yè)研發(fā)48V P2構(gòu)型以及高電壓的PHEV系統(tǒng)擴(kuò)展方案,但在平臺化,、系統(tǒng)加速性能和穩(wěn)定性方面仍需近一步創(chuàng)新和突破,。另外,在BSG電機(jī)方面國內(nèi)也需要加強(qiáng),,現(xiàn)階段量產(chǎn)車型上使用的BSG電機(jī)大多都是法雷奧的產(chǎn)品,,而之所以大都采購法雷奧最重要的因素就是電機(jī)的控制模塊,國內(nèi)廠家有能力生產(chǎn)BSG電機(jī),但軟件控制模塊始終難以搞定,。
編輯點(diǎn)評:我們中國的汽車行業(yè)起步比較晚,,沉淀的比較少,在技術(shù)迭代越來越快的今天,,面臨著很多挑戰(zhàn),,尤其是變速器領(lǐng)域非常突出。我去年曾經(jīng)拜訪過萬里揚(yáng),,第一次真正了解到國內(nèi)變速器行業(yè)的艱難,,從最基礎(chǔ)的鑄造行業(yè)到閥體、線束都受到國外企業(yè)的強(qiáng)大壓力,,但依然有很多汽車人在不懈的努力,當(dāng)我們剛剛有些起色的時(shí)候,,電氣化又到來了,,這無疑對我們中國汽車行業(yè)帶來了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),因?yàn)檐浖托酒@兩個(gè)方面我們依然十分薄弱,,因此,,未來的中國車企和供應(yīng)商依然充滿了險(xiǎn)阻,但正所謂:“雄關(guān)漫道真如鐵,而今邁步從頭越,�,!睙o論未來中國車企是走結(jié)盟還是其他的道路,我們不能放棄,,踏踏實(shí)實(shí)做事情,,才能真真正正得發(fā)展。(圖/文 汽車之家 冷曉陽)
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