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上汽EDU智能电驱变速箱开发过程背后的故事

发布时间:2017-12-21 | 来源:十佳变速器评选 | 作者:
   上汽自主品牌EDU智能电驱变速箱近日在中国首届世界十佳变速器颁奖典礼上获得世界十佳变速器奖项,成为本年度国内新能源领域获该奖项的唯一得主。

上汽从2009年起,经历整整6年3轮自主开发,产生的拥有完全自主知识产权的EDU电驱动变速箱技术,在技术和市场方面获得了多方面的认可。在上市4年,累计总销量即将突破7万台之时,能荣获这个奖项,深化了我们继续前行的信心。

PHEV和HEV,世界主流的技术流派有四个方向。以宝马i3为代表的串联方案,以大众P2为代表的并联方案,以丰田THS系统为代表的动力分流方案,这个方案可能大家更熟悉一些,最后是串并联方案。我们在混动车型的几条路线中,选择了串并联的方案。

EDU智能电驱变速箱创新性的设计了同轴布置的双电机、双离合器机电耦合构型。


这个双离合器不是DCT的双离合器,而是两个离合器——管理ISG电机和发动机接入/断开的C1离合器,以及管理驱动电机接入/断开的C2离合器。

创新地在变速箱输入轴的两侧各布置了一个电机——驱动电机和ISG电机,通过两个离合器控制电机与输入轴的连接。同时,利用ISG电机刚性连接发动机,专门用来管理发动机的启动与发电、输出。最终可以实现三个动力源的耦合(动力接入)与解耦(动力切断)。


这种双电机、双离合的创新性设计,使得EDU有以下几个特点:

1、技术独创性

整个项目的开发成果中,最核心的技术突破都包含在这些核心知识产权中,迄今已经获得60项发明专利的授权。

尤其值得注意的是,决定EDU智能电驱动变速箱混动构型的专利还申请了包含美国、欧洲在内的5项国际专利授权。在打破国际汽车巨头在混动架构方面的专利封锁的同时,也利用专利工具在全球范围内对项目成果进行了?;?。


2、效率高 扩展性强

EDU系统的另一个特点是效率高,扩展性兼容性强。

由于动力全部通过干式离合器耦合,没有能量损耗,所以从机械角度来说传动效率可以高达95%。同时,由于三个动力源的自由组合和变速所形成的各种混动模式,可以使各个动力源都工作在最高效的工作点,也整体提升了系统的效率。

大家知道,经过高度的集成之后,整个EDU智能电驱变速箱实现了轴向长390mm,径向长641mm,高度437mm的集成尺寸,高集成度实现了在多车型平台匹配多款发动机的可能性。已经成功匹配上汽的四款不同发动机,应用到了A级、A+级、B级、SUV四款车型上。

 3、布置紧凑

我们的车型应用于横置前驱平台。我们知道横置平台的轴向尺寸是非常紧张的,为了适合大发动机和小尺寸车型,留给我们的轴向长度仅有390mm,如此狭窄的输入轴上却布置了两个电机和两个离合器。这点是如何实现的呢?

我们只能在螺蛳壳里做道场,一分钱劈成两半用——我们创新研发了一个内置式的离合器,在电机的宽度尺寸内,干式离合器和其伺服油缸至于电机腔体之内,伺服油缸所谓电机的一部分,而不是传统的串行结构布置,从而大大节约了轴向空间。

  4、实现全部混动模式

通过两个离合器的开闭,以及不同动力源的不同工作方式,EDU智能电驱变速箱可实现全部的混动模式。

常规情况下,由纯电、串联、并联三种驱动模式驱动车辆。

高速高负荷情况下,由发动机和双电机直接驱动车辆,同时还可进行行车充电模式(混联)。


各模式、各档位都可以根据工况切换到制动能量回收,且动力电池电量由EDU混动控制单元自动控制,确保在各个情况下最高效地输出能量。


在整个控制过程中,从SOC最高到SOC最低,从车速最低到车速最高,从动力需求最小到动力需求最大,全部过程都是由车载电脑控制,不需要驾驶员人为介入。全部交给电脑控制,达到了和传统汽车统一的驾驶体验。

5、节油率高

变速箱不仅有硬件,软件同样重要。硬件的要求是集成度高、可靠性高;软件的要求不仅要节能舒适、更要智能便捷。

我们创新了轮端扭矩需求解析。将驾驶员踏板的意图,直接转换为轮端扭矩,再将扭矩命令,通过三动力源的效率特性进行智能分配。在确保驾驶性的同时,提高了经济性。同时这套系统会对驾驶者的意图进行不断地学习,确保动力源的响应能够契合驾驶员最真实的意图。又由于电机的响应特性,整套系统的驾驶性比传统发动机汽车更直接。


  6、系统舒适 稳定可靠

高品质的混合动力模式/档位切换,对于控制方面提出了很高的要求。我们将每个短暂的换挡过程切割成很多阶段——降扭、快速剥离、降档同步、快速进档,此时要防止撞击、到最后的扭矩回复和在档确认。

每辆车的每个点,系统也会对驾驶员的意图、以及离合器同步器的磨损进行学习。时间长了,如果一个人喜欢平顺地开车,那整个换挡过程就会更平顺;反之如果他喜欢开快车,整个过程就会更铿锵。这就是所谓的在线自调节。


当然,在插电混动、混动,以及电动领域,上汽的电驱动解决方案也在朝着第二代技术演进。

就PHEV/HEV来说,我们认为趋势是高集成化和高效率。今后车辆留给前舱的空间会越来越小,电力电子元件的存在将导致多出很多的支架、连接线等零件。如果将其集成到变速箱内,将节省很多的空间。随着今后半导体元器件的发展,更是可能直接集成到控制器内部。上汽一贯提倡整套系统的高效率,用最少的能源实现最大的里程。

就EV来说,高集成化和高功率密度可能是未来的发展方向。集成化的发展方向和PHEV一致;提高功率密度将使得不影响电动车车辆空间的前提下,实现更好的动力性。


让我们看一眼最新的市场情况——截止到上个月底,搭载EDU智能电驱变速箱的车型共有四款,累计销售情况达6.7万台。上个月单月销量即为4000台,这个月截止到现在的数据,也已经接近4000台,打破历史记录没有问题。


现在搭载的4款车都是荣威品牌,MG品牌的首款插电混动车型eMG6也已经公布外形(点击链接,查看eMG6最新消息) ,取得相关公告,明年初马上就会上市和大家见面。

不断攀升的销量,需要强大的供应链体系支撑。经过4年磨砺,EDU智能电驱变速箱及其附件已经形成了完善的产业链体系,拥有强大的产能与售后保障体系支撑。

上汽变速器在电驱变速箱制造领域、联合电子在控制器制造领域,华域电动在电机制造领域,都是国内最领先的供应商。


实际供应链的能力,已经超过在荣威和MG品牌应用的需求。我们想借此机会表示,上汽已经具备三电的核心开发体系,后续还将通过持续优化以及产业化规模扩大,给用户带来更优的驾乘体验和更佳的品价比。

技术共享

上汽已经具备三电的核心开发体系,后续还将通过持续优化以及产业化规模扩大,带来用户更优的驾乘体验和更佳的品价比。

上汽愿意向同行企业开放上汽的插电混动技术平台,共同培育中国的新能源市场和生态。将EDU及其配套技术开放给主机厂,进行不同车型的配套。

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