許暉
可能不少人早在孩提年代就已經(jīng)通過(guò)各種遙控玩具,特別是那盛極一時(shí),由日本田宮推出,風(fēng)靡全球的四驅(qū)車玩具,得到了對(duì)電動(dòng)車基本原理的啟蒙認(rèn)識(shí)。當(dāng)年這偌大的玩具著實(shí)讓人沉迷于其中。相信不少還會(huì)癡迷于如何讓自己的小車跑得更快以及更遠(yuǎn)。解決辦法無(wú)非就是換裝大容量的電池以及更高轉(zhuǎn)速的強(qiáng)力電機(jī)。而其中的強(qiáng)力電機(jī)則成為了暴力黨心中神一般的存在。也讓不少人認(rèn)為,只要電機(jī)足夠強(qiáng)勁,那么電動(dòng)車的性能就可以無(wú)往而不利。實(shí)際上這種說(shuō)法只對(duì)了一半,畢竟這個(gè)世界上還有一個(gè)名詞叫做“極限”,任何事物在逼近極限之后只有兩種可能,要么突破極限,反之則逐步回落。物理原理這玩意就只這么實(shí)誠(chéng)地存在。
田宮的變速箱模型
有多少人還記得這玩意
齒輪是一種讓直男著迷的東西
發(fā)動(dòng)機(jī)都沒(méi)了齒輪箱還在么
發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱作為汽車兩個(gè)最為重要的零部件,本應(yīng)永不缺席任何一個(gè)車企的新車宣講內(nèi)容。發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)勁動(dòng)力、變速箱的傳遞效率,兩者之間相互匹配,成為了決定車輛性能的關(guān)鍵所在。隨著電動(dòng)車的逐步普及,發(fā)動(dòng)機(jī)是肯定不會(huì)再提,而變速箱的話題亦變得日漸息微。以至于電動(dòng)車企業(yè)在宣傳上必然廣而告知的就是電機(jī),卻鮮有提及齒輪箱。似乎對(duì)于電動(dòng)車而言,憑借電機(jī)天生極高的轉(zhuǎn)速和寬廣的扭矩輸出范圍,只要做得足夠強(qiáng)勁即可,最好能每個(gè)輪子給配上一個(gè),轉(zhuǎn)軸直接連上輪轂,想跑多快就能多快,至于變速箱這坨又重又大的“鐵疙瘩”,反倒沒(méi)有了存在的意義。
難道電動(dòng)車真的就和我們小時(shí)候所著迷的那些電動(dòng)模型一樣,大容量電池外加厲害的電機(jī)就能獨(dú)步天下?愿望總是很豐滿,事實(shí)也的確很骨感。咱們不排除日后,當(dāng)新的磁化材料與生產(chǎn)工藝得到突破,或者制造技術(shù)有了顛覆性的進(jìn)步,這個(gè)工程師們的夙愿或許能成事。但就當(dāng)下而言,大家所期望的這種電機(jī)是沒(méi)有的,最起碼目前所有為電動(dòng)車輛設(shè)計(jì),特別是載人載貨在路上奔跑的電動(dòng)車上是不存在的。
舉一個(gè)基本行駛訴求,如何讓車輛從靜止?fàn)顟B(tài)緩慢起步至慢速狀態(tài),這在以往的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力車輛上通常就是的簡(jiǎn)單一擋起步模式,通過(guò)變速箱將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)換為低速大扭矩狀態(tài)推動(dòng)車輛起步??煞旁陔妱?dòng)車上則成為了一個(gè)必須面對(duì)的難題。眾所周知,電機(jī)在扭矩恒定的情況下,轉(zhuǎn)速與功率成正比,也就是說(shuō)倘若驅(qū)動(dòng)電機(jī)為恒定功率,那么轉(zhuǎn)速越低,電機(jī)的體積與重量則越大,反之倘若為了滿足車輛安裝所需的電機(jī)尺寸以及重量,那么個(gè)小體輕的電機(jī)輸出功率曲線注定無(wú)法滿足車輛正常行駛的要求,別說(shuō)直接驅(qū)動(dòng)車輪,就連起步都成為天方夜譚。而解決這一問(wèn)題的優(yōu)選辦法就是為電機(jī)匹配上一個(gè)合適的變速器。準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)應(yīng)該稱之為減速器,通過(guò)將極高的電機(jī)轉(zhuǎn)速與減速齒輪組合,達(dá)成降速增扭的目的。電機(jī)配減速器的解決方案方案,從根本上降低了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體重量和制造成本,這對(duì)于車企以及消費(fèi)者而言都是一件好事。
曾幾何時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)+變速箱代表著車輛的性能
這里原本是發(fā)動(dòng)機(jī)的家
說(shuō)到這里或許有人會(huì)問(wèn),現(xiàn)在不是還有一種技術(shù)稱之為輪轂電機(jī)么?車輪內(nèi)就是電機(jī)難道也需要減速器么?沒(méi)錯(cuò),不論是中央電驅(qū)橋還是輪邊電機(jī),甚至輪轂電機(jī)。只不過(guò)是電機(jī)變了個(gè)樣子而已,只要其動(dòng)力來(lái)源仍是電機(jī),那么就無(wú)法跳脫上面所提到的扭矩、轉(zhuǎn)速、功率、體積、重量幾者之間的相互制衡。事實(shí)上,輪轂電機(jī)同樣也有減速器設(shè)計(jì),只不過(guò)整合在電機(jī)附近大家看不到而已。
另外一點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)的是,車輛在轉(zhuǎn)彎的時(shí)候勢(shì)必產(chǎn)生左右輪轉(zhuǎn)速差,傳統(tǒng)動(dòng)力車輛通常使用差速器原理,根據(jù)阻力變化調(diào)節(jié)來(lái)自車輪之間的轉(zhuǎn)速差以應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題,可倘若采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪,那么如何解決電機(jī)之間的轉(zhuǎn)速差將會(huì)是汽車工程師的噩夢(mèng)。這不僅需要通過(guò)極其復(fù)雜的算法去匹配車輛轉(zhuǎn)彎半徑以及輪速差,還需要考慮如何保持車輪在動(dòng)態(tài)之中的實(shí)際轉(zhuǎn)速與理論計(jì)算值保持一致,要不難免出現(xiàn)車輪打滑所帶來(lái)的安全問(wèn)題。為此目前的電動(dòng)車結(jié)構(gòu)上依然需要齒輪箱的介入,電機(jī)配合減速齒輪箱的解決方案在解決以上問(wèn)題之前會(huì)一直成為主流方向。
外轉(zhuǎn)子輪轂驅(qū)動(dòng)沒(méi)有減速器但通常尺寸重量巨大
內(nèi)轉(zhuǎn)子輪轂驅(qū)動(dòng)通常集成了行星齒輪減速器
采埃孚AxTrax AVE輪邊電驅(qū)橋可應(yīng)用于大型車輛
只說(shuō)減速器不說(shuō)與之配合的電機(jī),就如只強(qiáng)調(diào)變速箱而不談發(fā)動(dòng)機(jī)性能一樣難以讓人信服,為此在討論兩擋減速器之前需要先給大家科普兩個(gè),通常不被普通消費(fèi)者所關(guān)注電機(jī)重要參數(shù),方便大家更好理解后面減速器相關(guān)內(nèi)容。
首先是“基速轉(zhuǎn)速”,其代表著電機(jī)在額定電壓時(shí),零負(fù)荷空載轉(zhuǎn)速。在低于基速轉(zhuǎn)速之前,電機(jī)具有恒扭矩特性,此時(shí)電機(jī)可以輸出最大扭矩;基速轉(zhuǎn)速之后電機(jī)則具有恒功率特性,此時(shí)電機(jī)可以保持恒定功率輸出,但是扭矩會(huì)隨著轉(zhuǎn)速提高呈雙曲線下降。也就是說(shuō)當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速突破了基速轉(zhuǎn)速,隨之而來(lái)的將會(huì)是扭矩下降,這也很好解釋了為什么電動(dòng)車在起步階段很猛,而一旦到了一定速度之后的再加速會(huì)覺(jué)得力不從心。
其次則是“轉(zhuǎn)速比”。它指的是電機(jī)最高轉(zhuǎn)速與電機(jī)基速轉(zhuǎn)速的比值。不同特性的電機(jī),轉(zhuǎn)速比有所不同。具體不展開描述,大致可歸為永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速比通常小于2;異步電機(jī)可達(dá)到4;開關(guān)磁阻電機(jī)能達(dá)到6。對(duì)于電機(jī)來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)速越低電耗越小,反之轉(zhuǎn)速越高能耗越高并且扭矩下降。所以轉(zhuǎn)速比越小電機(jī)效率越高但最大扭矩越小;轉(zhuǎn)速比越大最大扭矩輸出越大但效率越小。可以說(shuō)轉(zhuǎn)速比直接反映了電機(jī)的扭矩和效率就如魚與熊掌般不可兼得。也解釋了為何電動(dòng)車跑高速時(shí)候更費(fèi)電,而不是像傳統(tǒng)動(dòng)力汽車那樣更省油!
電機(jī)的理想工況在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域
單擋減速器憑借較高的傳動(dòng)效率、豐富的可選資源、開發(fā)難度小,成本低等等優(yōu)勢(shì),不但可以滿足目前中小型電動(dòng)車的設(shè)計(jì)要求和成本控制,也降低了車企對(duì)于選用電機(jī)的適配門檻,關(guān)鍵還能讓用戶有十分不錯(cuò)的駕乘體驗(yàn)。為此電機(jī)搭配單擋減速器的解決方案,成為了目前車企的主流選擇并應(yīng)用在大多數(shù)市售純電動(dòng)車型上。
事物終歸具有兩面性。在看到單級(jí)減速器方案優(yōu)勢(shì)的同時(shí),我們也應(yīng)該了解其不足所在。單擋減速器單一的傳動(dòng)比,通常無(wú)法同時(shí)兼顧純電動(dòng)汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。雖然目前較好的電驅(qū)動(dòng)效率實(shí)驗(yàn)室數(shù)值能達(dá)到接近85%左右,但在實(shí)際行駛之中,為了滿足電動(dòng)車爬坡、高速和加速等等要求,電機(jī)不僅要在恒功率區(qū)為車輛提供較高運(yùn)行速度,而且要在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)提供高瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩輸出,這時(shí)候電驅(qū)動(dòng)效率往往有所折損,也意味著難逃能耗損失的命運(yùn)。要知道對(duì)于日常生活中使用的電動(dòng)車來(lái)說(shuō),能源轉(zhuǎn)化效率每提高1%,續(xù)航里程就將增加2%。如何盡可能增加電池續(xù)航里程是所有車企夢(mèng)寐以求的愿望。
內(nèi)燃機(jī)(棕色)與電機(jī)(藍(lán)色)隨著轉(zhuǎn)速增加截然不同的扭矩與馬力輸出曲線
合適速度換擋司提升電機(jī)效率
是否原以為電動(dòng)車很簡(jiǎn)單,裝上電池就跑,畢竟電機(jī)看著比發(fā)動(dòng)機(jī)省事,可原來(lái)大有學(xué)問(wèn)。估計(jì)不少電動(dòng)車車主會(huì)有一種感覺(jué),那就是當(dāng)電動(dòng)車處于高速巡航、高速超車期間,“電門”踩到底仍略顯后勁乏力。這是因?yàn)榧幢愦藭r(shí)電機(jī)已然全力以赴,甚至在徒勞的嘯叫聲中接近極限轉(zhuǎn)速,但終因物理特性注定此刻并不在最高效的恒轉(zhuǎn)矩工作區(qū)間,效率反而還不如內(nèi)燃機(jī)車型。看來(lái)兩擋減速器閃亮登場(chǎng)的時(shí)刻到了。工程師為電機(jī)的減速器增加一個(gè)擋位,將原有的單一齒比合理分為大小兩種速比,大速比齒輪組讓車輛起步更為強(qiáng)勁快捷,而小速比齒輪組則在電機(jī)突破基速轉(zhuǎn)速,扭矩有所下降的時(shí)候?qū)㈦姍C(jī)的轉(zhuǎn)速拉回到最優(yōu)恒轉(zhuǎn)矩區(qū)內(nèi)。為車輛長(zhǎng)距離高速行駛訴求提供服務(wù),電機(jī)轉(zhuǎn)速下降不但順道還解決了高轉(zhuǎn)速所帶來(lái)的電機(jī)嘯叫,提升整車NVH性能,省電的同時(shí)也代表著續(xù)航里程得以增加,實(shí)為一舉多得。
Taycan兩速變速箱的分解圖
保時(shí)捷Taycan是第一款真正的兩擋純電跑車
與多種多樣的傳統(tǒng)變速器一樣,兩擋減速器具有著眾多的技術(shù)路線,也有著一定的技術(shù)門檻。不無(wú)夸張地說(shuō),對(duì)于傳統(tǒng)零部件供應(yīng)商來(lái)說(shuō),只要玩過(guò)齒輪的幾乎都有自己對(duì)應(yīng)的兩擋減速產(chǎn)品,對(duì)于車企而言,為了搶占EV市場(chǎng)先機(jī)同樣不甘示弱。此處分享一個(gè)小故事,特斯拉最初曾計(jì)劃在其高性能概念車Roadster上,安裝一套兩擋減速器以讓車輛獲得最佳性能。但隨后尷尬地發(fā)現(xiàn),沒(méi)有任何傳統(tǒng)造車經(jīng)驗(yàn)積累是根本無(wú)法造出這套設(shè)想之中減速器。糾結(jié)之余也因?yàn)檫@套系統(tǒng)的進(jìn)度讓其車型陷入了延誤與成本超支的境地,最終只能放棄幻想。不過(guò)經(jīng)此一役,聰明的特斯拉也找到了適合自己的另類的兩擋解決方案,那就是在同一臺(tái)車上采用前后兩種不同的齒輪。也就是說(shuō)Model S、Model X以及Model 3車型上前后驅(qū)動(dòng)單元均具有不同的齒輪比,低速行駛時(shí)動(dòng)力主要來(lái)自于為低速行駛優(yōu)化的后驅(qū)動(dòng)單元,而當(dāng)需要高速巡航時(shí),行車電腦會(huì)將更多的電力提供給傳動(dòng)比更好的前驅(qū)動(dòng)單元,也不失為一劑良方。為此現(xiàn)在市面上兩擋減速器產(chǎn)品可謂百花齊放百家爭(zhēng)鳴。下面為讀者介紹幾家在兩擋減速器上下了一番功夫的典型企業(yè)。
兩擋減速器始終讓電機(jī)轉(zhuǎn)速保持在最佳的恒扭矩區(qū)間
采埃孚兩擋減速器結(jié)構(gòu)原理
采埃孚兩擋減速器
作為老牌的變速器生產(chǎn)企業(yè),采埃孚在把玩齒輪這個(gè)分項(xiàng)上具有獨(dú)特的功底與極高的造詣。一直為寶馬提供著名的8HP自動(dòng)變速箱而揚(yáng)名天下的采埃孚,老早就認(rèn)準(zhǔn)了電動(dòng)車潮流勢(shì)不可擋,而內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力所需的傳統(tǒng)變速箱業(yè)務(wù)勢(shì)必受到極大沖擊,越早轉(zhuǎn)型就越能創(chuàng)造出更有優(yōu)勢(shì)的生存環(huán)境。為此早在2017年采埃孚就與媒體分享了關(guān)于兩擋減速器產(chǎn)品的資訊,并在2019年的全球媒體技術(shù)日上發(fā)布了首款電動(dòng)車用兩擋減速器產(chǎn)品。
該電動(dòng)乘用車兩擋減速器集成了先進(jìn)的電機(jī)、換檔元件和相應(yīng)的功率電子。與上一代的電動(dòng)汽車的減速器相比,其在70km/h時(shí)速下進(jìn)行換檔,能量轉(zhuǎn)化效率得到大幅提高,電池續(xù)航里程可增加多達(dá)5%。緊湊型設(shè)計(jì)也滿足了緊湊型乘用車的裝配要求。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),通過(guò)后期調(diào)校和升級(jí),可搭載于跑車和高性能車上。
說(shuō)起高性能純電動(dòng)跑車,保時(shí)捷的Taycan可謂真正意義上的兩擋純電性能跑車,官方資料顯示其兩擋減速器可承受最大550Nm的扭矩。配有一個(gè)行星齒輪組和兩個(gè)離合器,一個(gè)離合器負(fù)責(zé)完成正常的換擋動(dòng)作,而另一個(gè)則可以使后橋電動(dòng)機(jī)和整個(gè)后軸分離。整個(gè)變速箱中只有一個(gè)換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu),通過(guò)控制兩個(gè)離合器的開合負(fù)責(zé)一擋、二擋、倒擋、空擋、P擋所有擋位的執(zhí)行。盡管官方宣稱該兩擋減速器為自主研發(fā),但是從具體結(jié)構(gòu)以及發(fā)布時(shí)間嚙合點(diǎn)來(lái)看,該系統(tǒng)或許自于采埃孚之手,極有可能采用InHouse合作模式共同打造,由采埃孚提供齒輪箱與PPE電動(dòng)化平臺(tái)技術(shù),保時(shí)捷加以整合以及優(yōu)化成型。
采埃孚這套兩擋減速器更為有趣的是,可根據(jù)客戶需求連接到車輛CAN通信,也可以通過(guò)連接數(shù)字地圖和GPS實(shí)現(xiàn)換擋功能。例如,車輛可以通過(guò)GPS路線編程識(shí)別到下一個(gè)充電站的距離,切換到省電(Eco)模式預(yù)測(cè)并執(zhí)行。在需要穿州過(guò)省跑長(zhǎng)途時(shí),換擋效率也將隨之提升。減速器軟件可以透過(guò)連接到云服務(wù)器進(jìn)行OTA。從這點(diǎn)上看這款產(chǎn)品不單為電動(dòng)車而生,更為日后智能汽車領(lǐng)域車型需求預(yù)留了極為寬廣的想象空間。
GKN著名的冬季測(cè)試
eTwinster兩速系統(tǒng)
應(yīng)用在寶馬i8上的GKN兩擋減速器
來(lái)自于英國(guó)的吉?jiǎng)P恩GKN也是一家已有250多年歷史的老牌供應(yīng)商,這家原為鋼鐵公司的企業(yè),現(xiàn)如今專為飛機(jī)和汽車提供零部件產(chǎn)品。他們認(rèn)為與單速變速器相比,雙速變速器的節(jié)能率高達(dá)10%,多速變速箱在電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)中的最大作用應(yīng)該是將最佳加速性能和回收性能與最高車速結(jié)合起來(lái),以幫助提高系統(tǒng)的整體效率。并且系統(tǒng)之中縮小電動(dòng)機(jī)和逆變器的尺寸能讓整套系統(tǒng)成為考慮復(fù)雜度、成本和性能之間最佳折衷方案。
GKN對(duì)于電驅(qū)軸的技術(shù)方案最早是為了混合動(dòng)力客戶準(zhǔn)備的。早在2014年就將旗下第一個(gè)具備兩速功能的eAxle產(chǎn)品應(yīng)用在BMW i8前驅(qū)動(dòng)橋上。該系統(tǒng)整體功率為96kW,峰值扭矩250Nm的電動(dòng)機(jī)集成兩擋減速器為前輪提供動(dòng)力。而BMW i8中的那臺(tái)三缸內(nèi)燃機(jī)則為后輪輸出最大170kW動(dòng)力??梢哉f(shuō)BMW很好地將兩者整合了在一起。
GKN的研發(fā)工程師似乎喜歡跟自己較勁,隨后的數(shù)年間,GKN在自家產(chǎn)品上不斷迭代進(jìn)發(fā)。2017年IAA法蘭克福車展上首次亮相了eTwinsterX系統(tǒng),這是一套進(jìn)化與先前自家eTwinster系統(tǒng)的全新產(chǎn)品,集成了電動(dòng)機(jī),兩擋減速器以及使用GKN獨(dú)特的“Twinster”雙離合器組件技術(shù)進(jìn)行的扭矩矢量化分配。從官方數(shù)據(jù)來(lái)看,這套全新的eDrive系統(tǒng)采用了120kW的小型電動(dòng)機(jī),可為每個(gè)后輪提供3500Nm的最大扭矩,最大2000Nm的矢量,并可以以約250kph的最高車速運(yùn)行。其最大的亮點(diǎn)自安于穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能,同時(shí)驅(qū)動(dòng)橋的同軸設(shè)計(jì)也進(jìn)一步提高了效率。
寶馬i8前驅(qū)動(dòng)橋上的GKN
GKN第三代兩速系統(tǒng)橫截面
GKN第二代電軸eTwinster
舍弗勒兩擋電驅(qū)動(dòng)橋
舍弗勒Schaeffler48V P4模塊也設(shè)計(jì)有兩擋齒輪
加拿大著名零部件供應(yīng)商麥格納在2016年以19億美元,完成對(duì)具有80年變速器研發(fā)生產(chǎn)歷史,為法拉利以及奔馳提供高端定制變速箱的格特拉克收購(gòu)之后,可謂稱雄傳動(dòng)領(lǐng)域。麥格納將自家動(dòng)力總成電驅(qū)動(dòng)部件,定義為極具成本效益的齒輪箱,可廣泛應(yīng)用于中型至高級(jí)車型。最大功率可擴(kuò)展至50kW到150kW的運(yùn)動(dòng)型車輛。旗下1eDT200、2eDT200和1eDT350等電驅(qū)動(dòng)部件,均搭載集成式執(zhí)行器。它們適用于純電動(dòng)車型,亦可作為后驅(qū)裝置應(yīng)用于混合動(dòng)力車型。整套產(chǎn)品組具有輕量化以及更優(yōu)的NVH性能,更可為P4混合動(dòng)力應(yīng)用提供額外的電子耦合功能。其中2eDT200正是本文所探討的兩擋減速器產(chǎn)品。
麥格納的2eDT200
同樣來(lái)自于德國(guó)的舍弗勒集團(tuán)原本是一家以制造軸承著稱的企業(yè),隨著產(chǎn)品與技術(shù)的發(fā)展,隨后更涉及到汽車、航宇以及工業(yè)等領(lǐng)域。1995年進(jìn)入中國(guó)開始投資。早在2011年,舍弗勒就展示了一款專為純電動(dòng)車設(shè)計(jì)的電驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng),他們認(rèn)為未來(lái)的消耗和排放目標(biāo)只有通過(guò)動(dòng)力總成電氣化才能完全實(shí)現(xiàn)。因此,舍弗勒提供的產(chǎn)品涵蓋電氣化選項(xiàng)的全部帶寬-從48V混合動(dòng)力汽車和插電式混合動(dòng)力汽車到純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)器。
這其中尤為值得關(guān)注的就是當(dāng)時(shí)作為首款在中國(guó)落地并生產(chǎn),并成功搭載于插電混動(dòng)SUV長(zhǎng)城WEY P8和長(zhǎng)安CS75插電式混動(dòng)SUV上的兩擋電驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)。這套系統(tǒng)采用緊湊的行星齒輪、定軸齒輪組,將差速器和轉(zhuǎn)子軸平行布置。轉(zhuǎn)子軸與差速器輸出軸的中心距僅為127.5mm,如此緊湊的組合讓舍弗勒兩擋電驅(qū)動(dòng)橋的體積特別小,重量在輕量化后只有25kg,平行軸設(shè)計(jì)在不犧牲離地間隙的同時(shí),更適合SUV車型那有限的后軸安裝位置。此外舍弗勒將其設(shè)計(jì)為模塊化,各部件之間都可進(jìn)行調(diào)整,可以適配各種不同功率和類型的電機(jī),譬如使用在長(zhǎng)城WEY P8上的就是法雷奧的同步電機(jī)。
Ingear變形鏈輪高速擋狀態(tài)
Ingear變形鏈輪低速擋狀態(tài)
加拿大科技公司Inmotive推出了一款全新的有自主專利的電動(dòng)汽車專用兩擋減速器,名為Ingear。這款產(chǎn)品專為下一代電動(dòng)汽車研發(fā)和設(shè)計(jì),不僅簡(jiǎn)單耐用,還兼具系統(tǒng)高效、性能優(yōu)越、成本低廉以及延長(zhǎng)電池續(xù)航里程等優(yōu)勢(shì)。通常,電機(jī)和車輪之間有兩副減速齒輪,車輪每轉(zhuǎn)一圈,電機(jī)約轉(zhuǎn)動(dòng)九次。Ingear用連續(xù)鏈傳動(dòng)和變形鏈輪取代了第二副減速齒輪。換檔時(shí),執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)在車輪旋轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間內(nèi)將鏈輪齒片引導(dǎo)到位,從而有效地增加或減少傳動(dòng)比。這套結(jié)構(gòu)可讓電機(jī)和車輪保持同步,在整個(gè)換檔過(guò)程中實(shí)現(xiàn)連續(xù)的扭矩傳遞。目前Ingear已經(jīng)獲得了多家大型OEM客戶的青睞,2021年第一季度Ingear將被搭載在一款純電動(dòng)乘用車上,并被用于路試。越來(lái)越多的客戶愿意和Inmotive合作進(jìn)行兩擋變速箱的開發(fā)。在明年年初中國(guó)客戶還有望試駕搭載了Ingear的兩擋變速箱的純電動(dòng)汽車呢。
獨(dú)特的變形鏈輪技術(shù)
作為中國(guó)自主零部件企業(yè),成立于2013年馨聯(lián)動(dòng)力歷史并不長(zhǎng),但是卻清醒地認(rèn)識(shí)到數(shù)年來(lái)的國(guó)家補(bǔ)貼不只是僅僅為了打造出百萬(wàn)輛新能源汽車市場(chǎng),更期望建成了從整車、核心零部件到基礎(chǔ)材料的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。為此馨聯(lián)動(dòng)力所設(shè)定的目標(biāo)是為所有有需求的車企提供更低成本、更高效的優(yōu)質(zhì)變速箱。這其中包括了從混合動(dòng)力專用變速箱、兩擋減速器到集成化解決方案。現(xiàn)階段,目前已推出電機(jī)+控制器二合一產(chǎn)品,基于電機(jī)+兩擋減速器+控制器的純電動(dòng)乘用車三合一EV3000變速箱總成也在其產(chǎn)品規(guī)劃中。馨聯(lián)動(dòng)力兩擋減速器已在國(guó)內(nèi)某款主流SUV車上測(cè)試。
馨聯(lián)動(dòng)力純電動(dòng)乘用車三合一EV3000變速箱
馨聯(lián)動(dòng)力純電動(dòng)乘用車三合一EV3000變速箱總成爆炸圖
作為中國(guó)自主新能源車企,剛在廣州車展完成更名的廣汽埃安,同樣有著十分深厚的技術(shù)研發(fā)能力。去年北京車展上,廣汽埃安就重點(diǎn)發(fā)布全球首創(chuàng)高性能兩擋雙電機(jī)“四合一”集成電驅(qū)。整套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了雙電機(jī)、控制器和兩擋減速器深度集成。能為搭載車輛帶來(lái)340kW的強(qiáng)勁動(dòng)力,綜合驅(qū)動(dòng)效率達(dá)到90%,功率提升13%,體積較原有產(chǎn)品減小30%,重量減輕25%。將應(yīng)用在隨后推出的廣汽埃安系列車輛上。
廣汽埃安兩擋雙電機(jī)四合一集成電驅(qū)
廣汽埃安后繼車型將會(huì)逐步配置四合一系統(tǒng)
看到這里大家應(yīng)該不會(huì)在對(duì)電動(dòng)車是否需要齒輪箱產(chǎn)生懷疑了吧。兩擋減速器能令電機(jī)保持在高效率工作區(qū)間的作用,已經(jīng)成為插電混動(dòng)以及純電動(dòng)車型的發(fā)展潮流,但這并不是技術(shù)發(fā)展的終點(diǎn),面對(duì)降本節(jié)能的目標(biāo),相信在接下來(lái)的時(shí)間里,企業(yè)除了需要進(jìn)一步攻克產(chǎn)品“減重”課題以外,三擋甚至多擋減速器將會(huì)成為下一個(gè)爭(zhēng)奪的市場(chǎng)。