在2011中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國(guó)際論壇舉辦期間,會(huì)場(chǎng)外的一輛黃海大客車上,一大一小兩個(gè)圓筒狀的混合動(dòng)力總成吸引了記者的目光,灰色的金屬外殼在秋日正午的陽(yáng)光下發(fā)出淡淡的銀色光澤。當(dāng)記者得知這是中國(guó)汽車技術(shù)研究中心(以下簡(jiǎn)稱“中汽中心”)經(jīng)過“八年抗戰(zhàn)”,研制出的雙行星排混合動(dòng)力總成時(shí),不禁為其體積之輕巧而驚嘆。
輕巧而有勁
這個(gè)集動(dòng)力耦合裝置、自動(dòng)變速器、自動(dòng)離合器為一體的混合動(dòng)力總成CHS(CATARCHybridSystem),體積比常見的自動(dòng)變速器還要小。中汽中心汽車工程研究院副總工程師史廣奎指著這輛12米長(zhǎng)的黃海公交車告訴記者,車上搭載的這套混合動(dòng)力重量總成只有360公斤重,而國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品為900公斤,自重減輕了60%。最大輸出轉(zhuǎn)矩反而由1800N·m提高到2700N·m,提升了50%,車子更有勁。另一大好處是,該總成“直接裝在發(fā)動(dòng)機(jī)后面就可以了,不用裝變速器”,駕駛感受類似無級(jí)變速。
多年來,混合動(dòng)力總成一直是長(zhǎng)期困擾我國(guó)深度混聯(lián)混合動(dòng)力汽車發(fā)展的共性關(guān)鍵技術(shù)。而缺乏性能優(yōu)良的動(dòng)力耦合執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其控制技術(shù),成為混合動(dòng)力總成開發(fā)的技術(shù)瓶頸。這一問題的解決,意味著國(guó)產(chǎn)混合動(dòng)力汽車有望擺脫諸如電噴、自動(dòng)變速器、ESP等核心技術(shù)被跨國(guó)公司所壟斷的命運(yùn)。
節(jié)油效果顯著
談及這項(xiàng)技術(shù)的原理,史廣奎解釋說,它是通過降低機(jī)電轉(zhuǎn)換比例、提高電機(jī)轉(zhuǎn)速、純電動(dòng)模式下雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)等技術(shù),讓功率密度和轉(zhuǎn)矩密度達(dá)到極致,同時(shí)解決了以往混聯(lián)混合動(dòng)力汽車加速、爬坡能力不足的共性問題。
據(jù)介紹,與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有混合動(dòng)力總成相比,CHS利用了發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立于車輪運(yùn)轉(zhuǎn),動(dòng)力以機(jī)械傳遞為主,專用永磁同步電機(jī),優(yōu)化能量流等技術(shù),效率可達(dá)普通自動(dòng)變速器的效率水平。加之CHS自身構(gòu)成無級(jí)自動(dòng)變速器,節(jié)能效果顯著。
會(huì)場(chǎng)外另一輛搭載該總成的混合動(dòng)力哈弗,已經(jīng)實(shí)車運(yùn)行了1.8萬公里。按NEDC工況測(cè)量,城市工況下節(jié)油40%,綜合工況下節(jié)油28%;搭載該總成的黃海12米長(zhǎng)混合動(dòng)力公交車目前沿天津市827路公交線運(yùn)行,節(jié)油35%。
由于是完全自主研發(fā),所有零部件皆為國(guó)內(nèi)制造,加上結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有“發(fā)電機(jī)+離合器+電動(dòng)機(jī)”混聯(lián)結(jié)構(gòu)相比,成本大幅下降,“比普通混合動(dòng)力公交車總成大概要便宜8萬元左右”。
看好混合動(dòng)力
盡管多數(shù)業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,我國(guó)新能源汽車發(fā)展方向和目標(biāo)并不十分明確,只有路線沒有圖,但中汽中心主任趙航心中已不再困惑。“我個(gè)人的看法是,不要只聽輿論在說什么,重要的是看世界一流汽車公司在干什么,思考他們所開發(fā)的混合動(dòng)力汽車、插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車,哪些是瞄準(zhǔn)市場(chǎng)的,哪些是展示用的,哪些是技術(shù)儲(chǔ)備?!?/P>
趙航分析目前全球各種節(jié)能與新能源車的銷量和產(chǎn)品流向,得出了一個(gè)結(jié)論——新興汽車產(chǎn)業(yè)將以油電混合動(dòng)力汽車和插電式混合動(dòng)力汽車為主導(dǎo)。
“這是傳統(tǒng)汽車發(fā)展的自然選擇?!壁w航認(rèn)為,隨著油耗標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán),油價(jià)越來越高,今后大多數(shù)車型都將走上混合動(dòng)力這條路,差別僅僅在于混合方式和混合度的不同。他預(yù)計(jì)混合方式會(huì)由單一的串聯(lián)、并聯(lián)向混聯(lián)方向發(fā)展,并逐步向插電式混合動(dòng)力過渡;混合度則會(huì)隨著電池技術(shù)的進(jìn)步逐步提升,最終實(shí)現(xiàn)從石油能源向電氣能源轉(zhuǎn)化。
深度混聯(lián)為主流
面對(duì)國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車研發(fā)呈現(xiàn)出的“大躍進(jìn)”般的制造熱情,大小汽車廠商的微混、輕混、中混、深混一起上陣,串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)同臺(tái)競(jìng)技。趙航認(rèn)為,這種局面不會(huì)持續(xù)太久,經(jīng)過一段時(shí)間的市場(chǎng)檢驗(yàn),一些結(jié)構(gòu)會(huì)被逐步放棄,高電壓、高轉(zhuǎn)速、集成化的深度混聯(lián)結(jié)構(gòu)將成為主流。
據(jù)專家介紹,串聯(lián)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是,動(dòng)力須經(jīng)兩次機(jī)電轉(zhuǎn)換,功率損失過大,生產(chǎn)成本高;并聯(lián)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是,發(fā)動(dòng)機(jī)效率得不到充分發(fā)揮,混合度較低,節(jié)油潛力不大。加上混合動(dòng)力汽車不適合搭載手動(dòng)變速器,而我國(guó)自動(dòng)變速器技術(shù)一直難以突破,限制了并聯(lián)結(jié)構(gòu)的發(fā)展。
一些大型車輛開始嘗試研發(fā)以離合器為動(dòng)力耦合裝置的混聯(lián)結(jié)構(gòu),即“發(fā)電機(jī)+離合器+電動(dòng)機(jī)”系統(tǒng),低速時(shí)以串聯(lián)形式工作,高速時(shí)以并聯(lián)形式工作,不需要另配變速機(jī)構(gòu),但一直沒能解決生產(chǎn)成本高、節(jié)能效果有限,汽車加速、爬坡動(dòng)力不足的缺點(diǎn)。CHS取長(zhǎng)補(bǔ)短,在成本、功率密度、電功率比、效率、可靠性等方面都取得了重大突破。
倒車動(dòng)力性優(yōu)勢(shì)明顯
當(dāng)問到與豐田普瑞斯同類技術(shù)比較的優(yōu)勢(shì)時(shí),史廣奎一方面肯定“豐田很了不起”,另一方面指出,CHS更適合中國(guó)國(guó)情,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、節(jié)能效果好,“尤其在倒車時(shí),雙電機(jī)工作,比普瑞斯動(dòng)力更充沛”。
“我們希望企業(yè)能夠在節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)品定位和發(fā)展方向上少走彎路”,趙航表示,企業(yè)應(yīng)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)上節(jié)約時(shí)間和資源,把寶貴的財(cái)力、能力投在有市場(chǎng)前景的產(chǎn)品上。他認(rèn)為,我國(guó)油電混合動(dòng)力汽車和插電式混合動(dòng)力汽車應(yīng)盡量采用先進(jìn)的深度混聯(lián)結(jié)構(gòu),站在較高的平臺(tái)上發(fā)展整車及零部件技術(shù)。
這一技術(shù)引起了國(guó)家“863”計(jì)劃節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目總體組組長(zhǎng)歐陽(yáng)明高的極大興趣,他贊成豐田“兩頭擠”的車型開發(fā)戰(zhàn)略,根據(jù)車型大小和里程長(zhǎng)短把車型分成了幾段,在短途、中低速、小型區(qū)域是純電動(dòng)區(qū)域;在高速、長(zhǎng)途方面,燃料電池有優(yōu)勢(shì);而中間則是混合動(dòng)力占主導(dǎo),“這應(yīng)該也是全球的共識(shí)”。
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