自動變速箱開發到底有多難?看完本文你就知道了

自動變速箱一直是國產汽車最大的瓶頸和“痛點”,早期國產汽車的變速箱一直被三菱控制,到後來豐田愛信、德國採埃孚等一批變速箱廠家也對國內開放了市場,再到後來國產汽車開始自己研發變速箱。“從無到有”經歷了重重困難和阻礙。

自動變速箱的工作原理視頻


十年前,得不到自主整車企業的帶動,我國自動變速器的發展寸步難行。不過現在,自主品牌車企自動擋整車總體銷量每年以10%的幅度快速增長。這為自主自動變速器提供了產業化空間。

一大批自動變速器迅速成長,成為了可以和愛信、採埃孚等全球知名變速器品牌同場競技的優質企業。

「1」

起步晚,差距大,但進步快

長期以來,國內自動變速器嚴重依賴進口和外資供應商,這主要是因為國內外開展自動變速器技術研究的時間相差非常大。

一般認為,國外自動變速器的研究開始於1937年,以通用把自動變速器安裝在奧茲莫比爾汽車上為標誌。而國內自動變速器的研究是從本世紀初才開始的,相比之下有70年的差距。

我們開始研究自動變速器時,這一領域的人才儲備、產業鏈、核心技術和行業標準等方面都基本處於空白狀態。

中國市場上的自動變速器曾經都是通過合資企業從國外引進的技術。

經過十多年的自主創新,國內自動變速器產業已經取得了非常大的進步。以盛瑞為代表的一些企業,在8AT技術上取得了產業化突破。

吉利、長城的7速雙離合變速器(7DCT)也在去年實現了產業化。可以說,最近十年來,自動變速器是中國汽車技術創新中最活躍的領域,也是成效最顯著的領域。


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▲Volvo-Powershift-Getriebe

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變速器的功能

變速器的重要性在於它是汽車上不可或缺的一個總成。

汽車的行駛工況非常複雜,現在汽車的最高車速可以達到每小時200公里,還有速度更高的車型;而在怠速工況下,車速只有每小時5-6公里,最低車速和最高車速之間的跨度是40倍。

發動機在怠速狀態下轉速約為每分鐘800轉,在車輛行駛中最高轉速大概可達每分鐘6500轉左右,高低轉速之間的跨度是8倍。

如果用發動機直接驅動,其轉速和扭矩特性並不能滿足汽車的行駛需求。所以必須要有一個變速機構,把發動機的轉速和扭矩進行適當地調節,使其滿足行駛需求。


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▲mecanismo

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為什麼說自動變速器的開發能力是車企的核心競爭力

變速器是汽車動力總成的核心部件,行業普遍認為自動變速器是汽車上技術含量最高、最複雜的產品之一。

自動變速器是傳統動力總成中重要的組成部分,也是一直困擾中國汽車產業的核心技術之一。

變速器的技術水平在很大程度上決定了整車的技術水平。

變速器的研發投入巨大,動輒需要幾十億、上百億研發資金;同時研發週期非常長,全新變速器的開發需要5-7年;而且車用變速器的應用還有非常高的技術門檻,整車企業把變速器視為核心總成來看待,技術不過關的變速器根本拿不到車企的訂單。

變速器的價值在於,作為核心部件,它在很大程度上決定著汽車動力性、經濟性和可靠性等關鍵技術指標,因此變速器是汽車產品核心競爭力的體現。

很多企業都把變速器作為自己的核心競爭力,將其打造為技術品牌的標籤。比如,一提到大眾汽車,大家立刻就會想到其雙離合器自動變速器。

變速器能把發動機的動力非常平穩、高效地傳遞出去,是最重要的傳動機構之一。

對車企來說,自動變速器的開發能力不僅僅是設計,還要製造出來,這涉及到製造工藝的複雜技術問題。

還要看供應商能不能為變速器總裝廠提供質量合格、技術達標的零部件,這又涉及到整個配套產業鏈的技術水平和工藝裝備能力問題。

最終,生產出變速器之後,要與發動機以及整車進行匹配標定和系統集成。


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▲Aisin transmission

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自動變速器難在哪?

變速器其實不是簡單的零部件,而是一個總成,是一個傳動機構。

變速器技術涉及面非常廣,與理工科的多個基礎學科都相關。變速器研發既有設計方案上的難點,更有製造工藝上的難點。

自動變速器絕對不是簡單的機械傳動裝置,而是機電液控四位一體的複雜系統。它既涉及到基本原理和方案設計,也涉及到原材料和製造工藝,還涉及到關鍵零部件的研發;同時,變速器的軟硬件都製造出來、裝配起來之後,還需要有效集成,其最終性能又牽涉到電控系統的優化問題。

顯然,自動變速器產業不是簡單依靠變速器的開發人員和工程技術人員就能做好的,這實際上是中國整個工業水平的縮影。

中國自動變速器起步比較晚,但更重要的是,自動變速器涉及到了整個製造業的方方面面,是一個集大成的產品,不是單點突破就能實現全面趕超的。

車用變速器的工作要求苛刻:既要把動力傳遞出去,又要讓駕乘者有良好的體驗;既要高效率,又要低成本和小尺寸,同時還要滿足耐久性以及NVH性能的指標。

變速器產業化涉及到機械、液壓、電子等各種各樣的零部件,一條年產30萬臺變速器的生產線,必須保證每一臺下線的產品都是合格的。

而且變速器的使用壽命要按照30萬公里設計,以確保汽車行駛30萬公里內的換擋品質不會變差,這對變速器出廠時品質的一致性要求極高。

由於機械零件使用一定時間後必然會有磨損,造成零件之間的間隙變大,要在這種情況下保持變速器的工作狀態如同新出廠時一樣,難度可想而知。

這也正是自動變速器研發和產業化的難點所在。


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▲Porsche-PDK-transmission

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國內外自動變速器產業的差距

應該說,從原理設計一直到試製樣機的性能我們都與國外水平相當,無論是創新能力,還是性能表現,自主變速器的水平都並不輸給國外產品了。然而一旦量產,產品的一致性以及最終安裝在車上的實際效果就不盡如人意了,根本原因還是在於產業化的能力不足。

一是零部件的供應。國內自動變速器的很多關鍵零部件還需依賴國外供應商提供,比如CVT最核心的零部件鋼帶,DCT的雙離合器模塊,還有一些電控機構如TCU(Transmission Control Unit,自動變速器控制單元)等,都是掌握在少數國外企業手中。而國內供應商,無論是零部件的配套能力,還是技術水平和質量管理水平,都還有不小的差距。

二是自動變速器和發動機、整車的集成與協同控制能力,這方面也有比較大的差距。

變速器研發與發動機和整車集成的關係十分密切。而發動機的控制器ECU還掌握在外資企業手中,很多核心能力我們還不具備。要知道在變速器和發動機匹配標定的過程中,如何把變速器的性能發揮到最好,這不只是變速器自身的問題。

比如換擋的時候,發動機扭矩需要進行變化,發動機能不能快速響應扭矩變化的需求,直接決定換擋的時間,也影響開車時的駕乘感受。如果發動機不能優化調整,變速器的匹配標定就會受影響。

動力總成與整車的集成也會遇到類似的問題。也就是說,由於我們在發動機和整車控制方面存在短板,影響了變速器和發動機以及整車集成以後的整體性能,導致我們的變速器表現得好像要差一些。

如何把發動機加變速器的動力總成集成、協調和控制好,在這方面國內外還有明顯的差距。畢竟國外的自動變速器研究已經有八九十年的歷史,而中國只有十多年的時間,積累遠遠不夠。

產業化能力的強弱不是簡單地能不能把產品造出來的問題,而是體現在各個關鍵零部件上。對整車而言,變速器是零部件,而對變速器而言,裡面還包含很多零部件。這其中不少關鍵零部件都依賴進口或者由外資企業提供,也就是說,國內尚未形成強大完整的自動變速器產業鏈。

零部件都買來了之後,還要組裝到一起,這就需要集成能力,而我們在這方面也比較弱。集成能力既與變速器和發動機、整車之間的有效匹配相關,更取決於電子控制的技術水平,也可以說是一個電控問題。

電控可以分為硬件系統和軟件系統,在變速器電控硬件和軟件系統上,國內與國外先進水平相比都有差距。硬件系統首要的就是變速器控制器TCU,此外包括電磁閥、傳感器、線束等也很重要,像電磁閥的響應速度會直接影響換擋速度和動力響應。整個硬件系統,我們都有明顯差距。

軟件系統主要分為底層軟件和應用層軟件,底層軟件又是和TCU連在一起。目前我國在軟件核心功能如安全控制、故障模式等方面缺乏經驗,尚需要較長時間的積累。

而在應用層軟件中,國內自主企業的開發和匹配標定都已經做得不錯了,完全可以自主研發。目前的難點就在於如何實現變速器與發動機及整車的有效匹配和集成。與國外先進軟件系統相比,在控制策略的精細程度上,國內還需要做得更細緻。

電子控制的覆蓋面太廣泛了:既有變速器電控TCU,也有發動機電控ECU,還有整車電控VCU;既涉及硬件的性能和品質,也涉及軟件的控制邏輯、複雜度以及提供支撐的數據庫。

每一個問題都要解決,單個問題解決之後,還要解決系統整合的問題,各子系統的集成、不同控制系統之間的互動等,都是非常複雜的。而所有這些加在一起,最終體現為變速器產品的市場競爭力。


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▲Automatic transmission-AMT


「6」

變速器的分類和評價指標

現在產業化的自動變速器有四大類:

第一類是AT(液力自動變速器)

第二類是AMT(機械自動變速器)

第三類是CVT(無級變速器)

最後一類是DCT(雙離合器變速器)

這四種類型的自動變速器結構和工作原理都不一樣,各有優缺點,適合的車型也不相同。它們的核心零部件既有共性的又有個性的。

中國的汽車市場太大了,目前年銷量已經接近3000萬輛。在這麼大的市場裡,各種車型都會有空間,所以中國自動變速器市場肯定也會是多種技術路線同時發展的格局,不可能某一種類型的自動變速器在所有車型上都廣泛使用。

評價變速器有幾十個關鍵技術指標。其中,最核心的評價指標有四個:

a. 傳動效率

b. 輕量化設計,輕量化與功率密度、扭矩密度息息相關

c. 是換擋品質,要保證換擋具有良好的平順性,無論是動態還是靜態

d. NVH(Noise Vibration Harshness,噪聲振動)性能

從傳動效率的角度講,單獨看最高傳動效率沒有意義,要看變速器在循環過程中的綜合效率。

綜合效率反映了機械、液壓、電控系統的綜合技術水平,包括變速器與發動機、整車匹配標定和系統集成的技術水平。


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▲AMT gearbox


「7」

不同類型自動變速器特點和優缺點

概括來講,AT的優點是扭矩範圍非常廣,所以可以適合各種類型的車型。但是AT採用行星排結構,比較複雜,同時國內行星排的產業化基礎相對比較薄弱。

相比之下,AMT是在手動變速器的基礎上,增加了一套機械裝置來實現自動換擋,而國內有傳統手動變速器的產業基礎,但是在控制技術上仍然較為薄弱。另外,由於AMT在換擋過程中有動力中斷,乘用車消費者通常不太接受,它適用於價格偏低的入門級車型。

CVT的原理是通過摩擦實現傳動,因此CVT本身的傳動效率在四種變速器中是最低的。但是它可以實現無級變速,能夠儘可能地去貼近發動機的最佳工作曲線,所以這種變速器與發動機集成在一起,作為動力總成的整體效率還是可以的。

不過CVT有一個很大的缺點,就是最大扭矩受到限制,目前最好的CVT扭矩大致可以做到400牛米,更適合於中小排量的車型。

DCT採用了一個雙離合器模塊,通過交替傳動完成換擋,其優點是換擋更快捷。不過DCT的結構總體上不比AT簡單,雖然很多人認為它更簡單,其實由於它有雙離合器模塊,還有一套液壓模塊,結構是比較複雜的。

DCT的扭矩範圍比較寬,搭載DCT變速器的跑車在極限工況下可以傳遞大約1000牛米的扭矩,在乘用車上DCT的最大扭矩通常約為500-600牛米,乾式DCT要比溼式DCT傳遞的扭矩更小一些,所以DCT適用的汽車類型比較多。但是DCT不太可能應用到大型商用車上,主要是因為雙離合模塊摩擦生熱的問題較難解決。


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▲CVT transmission


「8」

自動變速器開發的主要流程和技術關鍵點

首先,變速器開發先要進行方案設計。

好的方案直接決定著變速器的結構、成本和關鍵技術指標。比如在結構上,通常有三個行星排或者四個行星排傳動可選,同時有5個換擋元件可選,這樣要設計一款8擋或者9擋自動變速器,排列組合下來就會有數十億、上百億個方案可選,要在這裡面找到最優或者較優的方案是很難的,因為這同時涉及到機械結構、運動學和動力學等多學科的相關技術問題。

其次,進行變速器的壽命和輕量化開發時,需要用不同類型的材料,包括金屬材料、複合材料,這又涉及到材料科學的很多問題。

再次,變速器的核心技術指標是傳動效率,要提高效率就要研究摩擦學的很多科學及工程技術問題。

最後,自動變速器是機電液控一體化的系統,除了機械、液壓之外,還涉及到控制科學和計算機科學等領域的問題。因此,變速器涉及到理工科的眾多基礎學科,要設計開發出一款優秀的變速器產品需要多領域的基礎理論提供支撐。

在設計開發變速器的過程中,包括機械系統、液壓系統、電控系統等各個方面的工程技術問題,都需要一一攻克。

總之,一款變速器從開發到量產,是一個從基礎研究到工程技術、製造技術,再到試驗測試技術,最後到整車標定匹配等支撐技術的完整過程,這些環節缺一不可,只要有一點沒有突破,就無法做出優質的變速器產品。

在設計階段,最大的難點就是方案設計。因為變速器作為核心技術,跨國公司建立了很多的技術壁壘,包括知識產權方面的佈局。

跨國公司圍繞自動變速器註冊了很多專利,這些註冊過專利的結構和方案就不能再用了。所以在開發之前,我們還必須對現有變速器的專利進行系統的研究。例如6擋及以上的AT,比較好的傳動方案差不多都已經被跨國公司註冊了專利。

核心技術都被專利保護起來了。如果買圖紙跟著它們的方案來做,是永遠也超越不了國外技術的。因此一定要有新的理論、新的方法、新的技術手段去突破國外專利的封鎖,創新提出全新的方案,這是自動變速器攻關中非常困難的一點。

自動變速器既涉及到基本的機械結構,也涉及到材料,更涉及到液壓、傳動、電控和製造,所有這些技術共同構成了自動變速器的產品競爭力,最終體現為性能、效率、噪聲、重量、體積等技術指標。

國外專利保護的6AT技術主要是三自由度的行星齒輪機構,這種結構下較好的技術方案都被國外專利封鎖了。

擋位越多,變速器的速比範圍就越寬,也就可以和發動機有更好的匹配,從而更大地降低燃油消耗。基本上變速器每增加一個擋位,可額外節油3%。從6AT到8AT增加了兩個擋位,意味著可以多節油6%。


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▲CVT-Transmission-Cutaway

「9」

電動汽車時代需不需要多擋變速器?

電動車本身仍然需要變速器。只是不會像傳統汽車一樣需要那麼多個擋位,因為電機特性確實比較好。電動乘用車用2-3擋變速器,電動公交車用3-4擋變速器,即可獲得良好的能耗經濟性,而且結構也比較簡單,性價比很好。

之前很多人都認為,電動乘用車不需要換擋,所以一開始的時候,企業採用的都是單級減速器。未來,隨著電動車產業的發展日趨成熟、競爭日益激烈,我認為越來越多的電動乘用車產品一定會使用2-3個擋位的自動變速器。至於具體採用哪種換擋技術,不同的企業將按照自身的技術背景和產品定位,選擇不同的技術路線。

即使進入純電動時代,電機也不是萬能的。電機有其優點,也有其缺點。由於汽車的行駛工況是多樣的,電機仍然需要與變速器有效配合,才能規避缺點,同時最大化地發揮優點,實現節能、高效的動力傳遞。

而且這種組合還可以提高傳動的扭矩和功率範圍,從而更好地滿足用戶在各種工況下的使用需求。所以,變速器在純電動車上並不會消失,也不會變成簡單的單級減速器。

當然對乘用車而言,太多擋位也沒有必要,畢竟電機的調速範圍很大,本身適應能力很強。過多擋位的變速器改善能耗的效果有限,且結構複雜、成本激增。綜合衡量,對於電動乘用車,2-3擋自動變速器是最合適的。

因此,搭載於電動車的變速器絕對不是以往的變速器,它將更簡單。同時,因為要在動力傳輸不中斷的情況下實現換擋,所以需要更強的電控能力與之配合。而對於負荷大的電動商用車而言,所需擋位更多,效率改善空間更大。

總之,並不是說電動車就不需要變速器了。在電動車上,變速器可以讓電機的性能得到最大化地發揮,作用仍然很重要。


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▲honda-nc700x-dct-cutaway


「10」

電氣化時代對傳統變速器提出哪些新要求?

動力總成電氣化和整車電動化是不可逆轉的大趨勢,變速器必須適應這種發展趨勢。我認為,變速器適應動力總成電氣化的改變主要有三個層面:

第一,變速器關鍵零部件和執行機構的電氣化。例如,無論是傳統變速器,還是用於混動車型的變速器,過去是機械泵,今後都可以用電子泵來代替,或者電子泵和機械泵協同,以提高效率;過去液壓控制的換擋執行機構,則可以用電控的換擋執行機構代替。

第二,

變速器整機的電氣化。這主要是指混動車型的變速器,不管採用什麼混動結構和形式,包括串聯、並聯或混聯,都需要在變速器裡集成一個或兩個電機,來實現變速器和發動機、電池之間的動力耦合。

第三,變速器與發動機以及整車的集成要在系統層面上實現電控協同。

在動力總成全面電氣化的轉變過程中,變速器和發動機更需要有效協同。現在很多變速器還是在原來基礎上改良的,屬於嫁接模式,無論性能還是成本都不可能理想,只能作為階段性的過渡產品,未來產業需要真正為混動車型專門開發的變速器。

在混動車型上,變速器一方面要把發動機的效率發揮到極致,另一方面又要規避傳統機械式變速器的複雜結構,以降低成本。


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▲Dossier:les differents types de boites de vitesses


「11」

變速器的未來發展趨勢

從技術路線來講,變速器的發展主要有四個方向:

一是傳統的自動變速器,要持續優化,追求多擋化、高效化、電動化、輕量化以及更寬的速比;

二是混合動力的變速器,要研究滿足不同類型或者不同混合比的變速器,無論是Add-On也好,還是DHT也好,都要滿足各種驅動類型混動汽車的需求;

三是純電動的變速器,大方向就是電機、電控、變速器高度一體化的集成;

四是解決超越現有技術的新問題,比如在純電動汽車上,當電機轉速達到每分鐘20000-30000轉的時候,再用齒輪傳動可能就會有問題,因為受機械加工精度水平的限制,很難做出如此高精度的齒輪。


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▲DSG transmisson


「12」

電動汽車變速器的機遇和挑戰

目前電機的最高轉速可以達到每分鐘15000-16000轉,未來電機的轉速可能是每分鐘20000-30000轉,而發動機的最高轉速只有每分鐘6500轉。電機的這種高轉速帶來的NVH問題,是電動車變速器必須解決的關鍵問題之一。

此外,高轉速還意味著變速器的潤滑和密封都面臨巨大的挑戰。還有軸承,轉速每分鐘6500轉和15000轉對軸承的要求差別是巨大的。

純電動車需要的絕不是“拿來主義”的傳統變速器,因為電動車的自身特點、使用環境和性能要求都與傳統汽車完全不同,這也給變速器帶來了新的技術難題。所以,必須從現在開始謀劃和佈局,進行重點攻關。否則一旦電動車普及了,我們又會遭遇結構、材料、工藝、控制等一系列的“老”問題,還是會陷入落後局面。

同時,變速器內在的核心技術有很大的共同性,最終都是要圍繞著機電液控四位一體來攻克核心技術難題。

預測,到2035年,新能源汽車和傳統汽車可能是平分天下的狀態。因此,未來變速器技術既要滿足傳統汽車的需求,又要滿足混合動力汽車的需求,還要滿足純電動汽車的需求,而且純電驅動還分動力電池和燃料電池等不同形式。


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▲honda-motorcycle-dual-clutch-transmission-explained

「13」

混動專用變速器

現在有一種思路就是在現有變速器的基礎上,通過增加電機來實現混動化,就是大家所說的Add-On即附加方式,無論是把電機放在什麼位置,包括P1、P2、P3、P4構型也好,或者這幾種構型的組合也好,本質上都屬於Add-On方式。總的來說,這一類變速器在節能上雖有效果,但肯定不是最好的。

為了真正把發動機和電機的效率都發揮到極致,做到更省油、更省電,就要開發專用的混動變速器,即所謂DHT(DedicatedHybrid Transmission)。

一提到DHT,大家首先想到的就是豐田的THS(Toyota Hybrid System),這個系統其實也是一代一代更新的。而要開發比現有變速器更好的專用混動變速器,需要從以下三個方面著手:這三條是變速器迎接汽車電動化時代需要解決的核心問題。

第一,構型方案的原始創新。研發過程中必須找出一個更好的構型,這個構型要能實現兩個或幾個電機和發動機進行動力耦合。難點在於要如何連接和組合?採用什麼樣的控制策略?而首要問題就是一定要在構型方案上實現重大突破,這是DHT研發的根本出發點。

第二,變速器在動力系統中的匹配。即使是同一個構型方案,在整車上匹配以後,油耗表現的差別可能非常大。在選定的構型方案當中,諸如發動機、變速器、電機、電池和傳動機構等,都要找到最佳的匹配參數。

第三,能量流的有效管理。什麼時候用發動機驅動,什麼時候用電機驅動,什麼時候聯合驅動,什麼時候進行能量回收,都要實現最優組合,做到最優匹配。

DHT要做到位,第一要有很好的經濟性;第二要在整車上有很好的表現。回到變速器的基本要求,目前看主要有兩條技術路線:一條是採用行星排,另一條是採用定軸齒輪。無論是單個或多個行星排,還是幾對定軸齒輪,又或者是行星排和定軸齒輪的組合,都可以實現變速器的工作要求。但是要獲得最好的解決方案,還需要大家一起去探索。

就大方向而言,DHT需要有不同的擋位。分擋位的好處是,混動發動機可以像傳統車一樣通過換擋保持在高效區間工作;同時分擋位也能使電機在工作時實現最佳的表現;此外,還可以確保制動能量更高效地回收。所以,好的DHT一定是分擋位的。

另外,還需注意混動驅動向純電驅動逐步過渡。一個混動變速器方案,除了分擋位、能夠有效滿足混合動力車型的各種功能要求以外,還應該容易向純電驅動過渡,這才是最理想的方案。

專用混動變速器還需要在原理和結構創新上有大的突破。豐田的方案也不一定就是終極解決方案,DHT未來還有很大的提升空間,理想狀態就是先把電機和發動機做到最佳狀態,再把兩個最佳狀態放到一起有效耦合,實現“最佳+最佳”。這其中能量流管理、控制與集成都很關鍵,而如果基礎結構沒有突破,後續就很難有優化的空間。

一方面,總體的發展方向還是要採用行星排的結構,行星排是一個二自由度的機構,更有利於不同動力源之間的耦合。另一方面,未來變速器要進行平臺設計,即同一平臺的結構要能同時兼顧混動、插電混動和純電驅動的需求。

儘管純發動機驅動的節能減排潛力已漸趨極限,但如果把電池、電機充分利用起來,和發動機有效地耦合,可以形成混合動力,還有純電驅動里程更長的插電式混合動力,也包括增程式電動車。

在這些動力形式中,發動機依然有用武之地,並將帶來巨大的節能減排空間。變速器的原理創新恰恰需要在這個基礎上進行思考,進行全新的設計。而一旦成功設計出全新的專用混動變速器,就可以重新與發動機建立最佳的組合,也就是說,通過DHT,未來發動機將能更好地發揮作用。

有人認為,驅動電機的性能已經可以基本滿足車輛的需求了,因此電動車只需要一個單級減速器就可以了,不需要複雜的變速器了。在我看來,這種認識即使不能說完全錯誤,起碼是片面的。

目前電機效率總體來說確實比較高,並且高效的工作範圍也比較大。但電機仍然不是在所有工作點上都是高效的,例如低速大扭矩的時候,它的效率只有60%-70%,又如高速小扭矩的時候,它的效率也不高。同時,電動車對於能耗更為敏感,因為能耗差就意味著必須搭載更多昂貴的電池。

正因如此,一方面很多產品並不會輕易放棄發動機,像日產的e-Power技術,就是採用一套由汽油發動機與電機組合的動力總成,由電機直接驅動車輪,發動機只負責發電。這樣可以把發動機設計成一直在高效區間運行,同時保證驅動電機也高效運行,從而在總體上獲得更高效率。

另一方面,純電驅動下安裝分級變速器帶來的收益也很明顯。我們做過的大量仿真分析研究表明,純電乘用車如果從單級減速器改成兩擋自動變速器,大概可以節能6%,而且車輛的動力性也會得到很大改善。如果改成三擋,節能效果還可以繼續提高1%-2%。如果是純電動商用車,比如公交車,用三擋變速器替代單級減速器,可以節能13%左右。


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▲FIGURE+10–16+The+power-split+device+from+the+Toyota+Hybrid+System

「14」

自動變速器的市場佔有率及未來預測

到2020年

a. DCT的產能將達到年產1000萬臺,約佔自動變速器整體產能的50%

b. AT的年產能大概在600多萬臺

c. CVT的產能則是年產300萬臺左右

d. AMT主要是用在低端車型上,量相對較少,年產量估計約20-30萬臺

2017年中國乘用車銷量為2472萬輛,如果2020年以乘用車年銷量為2500萬輛來計算,再考慮到搭載率繼續提高的因素,從市場需求的角度講,基本上應該處於產能與需求平衡的狀態。


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