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李磊:做AMT,让新能源汽车更高效
来源:中国道路运输网 2016年10月24日14:40

  2016年10月13日,由方得网、社会科学文献出版社等主办的“2016中国客车蓝皮书发布暨第四届中国客车蓝皮书高峰论坛”(简称“蓝皮书论坛”),于国家会议中心盛大举行。参加本次论坛的有主办方领导、经济学家、客车专家,另外还有各地公交公司负责人、客车以及零部件企业高层和近40家全国主流媒体出席。

  本次论坛继续往届风格,秉承“讲实话、干实事、精简、高效和务实”的宗旨,理论联系实际,分析现阶段中国客车存在的问题,求解未来中国客车行业可持续繁荣之道。

  论坛上,苏州绿控传动科技有限公司董事长李磊,发表了“做AMT,让新能源汽车更高效”,以下是发言实录:

  尊敬的各位领导、各位专家、各位行业的朋友,还有各位媒体的朋友,大家下午好。我是苏州绿控传动科技有限公司的李磊,我今天的报告第一不介绍公司,第二不介绍产品,做一些学术报告。可能最近有一个声音比较多,就是说是不是这个新能源汽车发展了,就用不着变速箱了。尤其是纯电动,现在基本都没有用变速箱的。那么这个变速箱到新能源汽车上到底有没有用,因为现在新能源行业领域做纯电动,大部分可能做电机的相对比较多一些,做驱动系统。我们这个做变速箱呢,相对来讲在做驱动汽车里头,十个人里头可能只有一个人。所以如果说投票选的话,我们肯定是这个变速箱不行,因为九个是不做变速箱的,只有一个做变速箱的。

  那么我今天从一些数据上面,我们来看看AMT在里头,变速箱在新能源汽车动力系统里面到底有些什么样的作用。当然我这说的作用不光是正向的,其实大家也会发现我们里面提到了很多我们自己的缺点。所以这个也是把我们自己的家底,全部都拿出来了。首先自动电车有好几中,AT、CVT、AMT、DCT。可能国内现在用的AMT会比较多一些,不是说DVT、AT不好,因为AMT我们现在还没做明白呢,DCT、AT就更难了。但是AMT在国外呢,他在商用车上用的会相对多一些。基本上欧洲的卡车什么的都用AMT相对多一些,因为他的成本相对比较低。然后另外他的节能效果相对比较好一些。但是他的舒适性相对会差一些,所以在行用车上面用的是非常少的。

  现在我们混合动力呢,就是说过么现在有这么几种方案可能用的比较多一些。第一种就是我们现在用的同重兵(音)并联系统,这个最早在国内,相对于最开始出现应该是伊顿系统。他是在离合器和变速箱之间加了个电机,采用单电机加最早的AMT充电同样的方案。包括跟魏总也汇报一下,魏总这两年其实中国新能源汽车还是有些发展的,我们的AMT变速箱在国内也用了一万多号了,就是说到不了80分,现在差不多60分了。然后第二种就是说双电机加自动变速箱的方案,现在用的比较少一些。第三种可能是现场市场上的一些主流,应该说是用得量比较多的。就是双电机,就是没有变速箱。第一个电机跟发动机用,用减震盘来传递。然后两个电机之间有离合器。

  当然各种模式的优劣,我们大概列了一下。因为时间有限,我今天就主要对同入并联和SG混联,把两个做一个对比。因为这两种也是现在市场上用量最大的,基本上占到了90%以上。这是我们基于一个十米半的车型,然后VMP并联呢我们用的一个600厘米的,这也是原来的小并联,就是小扭矩的电机,大概功率在65个千瓦的电机。然后混联呢,我们现在用的比较多的是750厘米的电机。然后这个是我们对比的动力性,动力性一般来说有三个。爬坡度、加速时间、最高车速,大家都说AMT用变速箱之后动力会变好。从这里头我们看的话呢,其实并不完全是这样子的。对比旁路来讲AMT他肯定是有好处的,因为他由于电机钮可以放大,最大程度可以到达22%。而这个是只能达到10%左右。

  对于最高车速呢,由于我们变速箱用的是六档变速箱,他有一个超速档,所以他最高车速也是优于SG的。但是我们从加速时间来看的话,其实AMT是有劣势的。所以这个我们来说一下,在0到50公里平路加速的话,1700厘米的混联系统大概需要18.6秒,而并联系统需要23秒。所以这个也是很多开并联混合动力,感觉这个并联系统加速慢一些。为什么呢,因为首先第一个电机功率比较小。第二个我们看右边的平路加速曲线,我们加速有几个换档,换档是耽误时间的。但是在坡道加速来看,就是说如果在8%的坡道上面,AMT可以持续加速。虽然他中间有错,但是可以稳定在一个30到35公里的车速。而SG系统由于他发动只要切进来之后,就必须是发动机,发动妞距没有得到放大,所以只能到25公里,再也就上不去了。

  那第二个我们从节能效果来看,节能效果我们从几个。首先从发动机开始分析,由于变速箱对发动机有一个工作点优化的作用,所以相应来讲从发动机功率优化方面的话,AMT会好一些。我们可以做到,大概比能耗做到203个每小时。然后1100混合205,差了2%,差得也不多,这是发动机工作点的分布。然后另外混合动力很大的一个节能点来自于自动能量回收,从自动能量回收这个角度来讲,AMT并联并没有优势。我们看从自动能量回收来说的话,混联他的回收率是明显高于并联的。然后从对电池和对电机的损耗,因为我们这个所有的损耗必须要考虑的,并联系统是有优势的。因为他首先这个功率比较小,然后另外他的电池吞吐量比较小。

  SG混联的电池吞吐量是并联的1.5倍左右,所以从这个来看的话,AMT并联的电池和电机损耗方面相对占优势。从其他的性能,全体可靠性。从可靠性方面来说,首先从物件故障。由于AMT变速箱他会多一些,所以从物件故障来讲的话。并联系统的故障率是高于混联系统的,这个我们也承认。但是从电池损耗的方面,并联系统是优于混联系统的。因为他电池吞吐量是比较小的,所以比较省电池的。从跛形的能力来讲,因为AMT系统在高压失效的情况下,他可以车辆正常行使。尤其在北方高寒地区,比方说电池在冬天放电功率受到一定限制的时候,他可以并向车辆的行使。所以从跛形的角度来讲,AMT是更有优势的。

  从平时的角度来讲,因为AMT要进行不断的换档,而SG系统不用换档。所以从平时性角度来说,AMT是劣于SG混合系统的。从成本的角度来讲的话,由于AMT用一个电机加一个变速箱。而SG用两个电机,并且这个电机比较大。电机用的是铜,变速箱用的是铁,铜肯定比铁贵。所以这个并联系统,从购置成本方面他是优于混联系统的,因为变速箱比电机要便宜。从电池的角度来考虑,因为他电池的吞吐量小,功率小,所以在从电池的选择的方面,并联系统也是有优势的。但是从实用成本来讲,首先我说的这个油耗略高于混联系统,另外变速箱也有一个维护。所以从使用成本的角度来讲,混联系统是有优势的。

  这时候我们综合对比一下,就是说动力性方面各有优势。然后由于车速比较高,并联使系统车速可以比较高,所以团体角度来讲应该是比较适合并联系统。而公交车来说,这个就两种各有各的优劣点。节能效果并联系统略低于混联系统,但是他的这个成本是优于混联系统的。可靠性方面也是各有优劣,那么既然并联系统他有这些缺点、这些优点,那么我们应该怎么弄。针对于并联系统这些缺点,他主要是一个加速性能和自动能量回收,以及平顺性方面,还有一个故障点方面。我们采用了增大,就是调整电机方案。因为刚才咱们说并联系统可以有小电机,但实际上现在并没有小电机。因为大能源成本增加并不多,所以我们提高电机的功率。

  然后另外我们传统的用二档系统,现在我们系统全部采用三档系统。然后电机增大首先他的动力性可以提高,第二个就是说他的自动能量回收的比例可以提高。然后通过我们的优化,我们现在爬坡能力进一步提升,而在加速性能方面通过1130个千瓦电机,他的加速性能已经和混联系统基本相当。然后车速的优势可以继续保持,而节能方面呢,就是可以做到基本相当的一个效果。成本方面由于采用了大电机,成本略有上升。但是这个仍然是低于混联系统的。然后后面我简单介绍一下纯电动的对比,纯电动现在主要是三种方案。一种是直需,一种是AMT,一种电机加减方案。而现在应该用得最多的可能是C方案。

  从几个方案来讲,从动力学角度来讲直需的加速肯定很好,但是爬坡性是差一点的。AMT加速性能一般,爬坡性能很好。从节能性角度来讲,应该来说是直需的范围较小,AMT的范围较大。而成本呢,不一定是哪个好点,哪个不好。这是从舒适性、可靠性跟质量方面有一些对比,我们同样举一个我们的12米客车,一个是2800和1000加四档变速箱的方案。这是我们两个电机的电机效益,这个是我们爬坡的曲线和加速的曲线。我们可以看出,在从爬坡的角度来讲AMT的爬坡性能肯定是会好一些,但是他的加速时间是大于它的。为什么,他的电机功率比较小,另外还存在换档。然后在不同的车速下工作的话,我们可以看到,右图是不同车速情况下两个的能耗对比。在低速情况下,由于AMT通过一个减速增纽,他工作在高效区,所以他效率是比较高的。

  但是在40到60公里这个车速范围内,直曲是有优势的。在60公里以上的车速范围,AMT是有优势的。但是现在目前国内纯电动的这个汽车客车,都是工况法。所以大多数在40公里等速,实际上纯电动直曲是有优势的。这是加速过程的对比,加速过程中也是AMT变速箱可以更多的使电机工作在高效区域。中间是高效区,AMT系统他和直曲相比的话,大概能省三到四个千瓦时,减少4%到5%。很多媒体也称AMT可以省10%到15%,这个纯粹是瞎扯。我们坐了90分的AMT跟做了90分的直曲差四到五,但是如果分数不一样的话。就是说90分的AMT和60分的直曲,那差10%到15%是正常的。

  从成本上来讲,扭距偏小的话AMT反而贵。但是扭距大的话,AMT变得便宜了。因为电机的成本降低是比较明显了,这是刚才的一个小节。然后由于刚刚AMT是在加速中也有劣势,所以我们做了一个改善。就是我们电机也继续加大,从原来的140千瓦时加到190个千瓦时,并且对电机进行了改善。所以在动力方面、加速性方面可以做得基本相当,但是成本虽然有一些提示,但是仍低于直曲系统。最后简单说一下我们的发展方向,因为这两年我们感觉国家推广新能源汽车,电池应该是有了大幅度的进步,整车也有了大幅度的进步。但是驱动系统,尤其是纯电动驱动系统,实际上进步不明显。我国后面的发展呢,首先第一个集成化,电机变速箱的一体化设计,以及电机、电机控制器、变速箱、变速箱控制器的设计。另外低噪音,第三个轻便化。通过电机的降低,把整个重量降低。然后第四个电机和变速箱的高速化,我们客车上的变速箱和电机,我们都要采用9000转以上的电机,然后通过系统的综合设计,然后把效率提升。感谢大家。

(责任编辑:魏美茹)