衛(wèi)東
在2016年的亞洲CES電子消費展上,通用展臺上的一輛雙模混動雪佛蘭邁銳寶XL吸引了廣大參觀者的目光。它是一輛全新的混合動力車型,而且在這輛車的旁邊還擺著這款車的核心動力系統(tǒng)——1.8L SIDI缸內(nèi)直噴發(fā)動機與EVT電控智能無級變速器相組合的動力單元,數(shù)據(jù)顯示它的百公里綜合油耗低至4.3L。在這款完全剖開的動力系統(tǒng)上人們可以仔細研這款究頂置式燃油直噴發(fā)動機,而它更引人注目的是帶有電機的變速器——通用專利EVT電控智能無級變速箱,和豐田普銳斯的變速器有些相近。它正是通用汽車邁向未來的基石,通用汽車全新一代混合動力系統(tǒng)。
在2016年4月18日,別克品牌正式公布了面向未來的“別克藍”新能源戰(zhàn)略以及“別克藍”車標(biāo),并在8月29日和11月18日先后發(fā)布了全新一代君越30H全混動以及Velite新能源概念車,加速推進別克新能源戰(zhàn)略的實施。作為“別克藍”新能源戰(zhàn)略的核心理念,EVness電氣化駕乘體驗展示了別克對于未來新能源汽車的訴求,即以智能電氣化、高效、節(jié)能、環(huán)保為車型的開發(fā)核心理念,綜合兼顧節(jié)油環(huán)保、駕控樂趣及安全舒適,實現(xiàn)全面超越傳統(tǒng)車型的產(chǎn)品表現(xiàn)。而將這些美好愿景變?yōu)楝F(xiàn)實的核心科技之一,便是來自通用汽車的最新一代“智能電驅(qū)系統(tǒng)”。
作為“別克藍”新能源戰(zhàn)略的核心科技之一,智能電驅(qū)系統(tǒng)擔(dān)負新能源車輛的動力分配工作,通過通用專利雙排行星齒輪組、兩組高性能交流永磁同步電機、新一代集成式TPIM電控模塊等核心部件,將發(fā)動機與電能有機地結(jié)合在一起,根據(jù)行駛工況來分配不同的動力輸出模式,確保車輛時刻處于最高效的狀態(tài),最大化減少能量消耗。同時,通用專利雙排行星齒輪組能夠?qū)崿F(xiàn)平順的動力輸出,以類似無級變速的加速表現(xiàn)大幅提升駕控的樂趣與舒適。這與豐田的E-CVT變速器有著相似的原理。
通用專利雙排行星齒輪組與高性能電機的有機結(jié)合。對于混合動力汽車來講,無論是HEV全混動、EREV插電式增程混動還是PHEV插電式混動,都擁有兩個動力源:汽油發(fā)動機和電動機,而這兩股動力如何能擰成一股繩實現(xiàn)高能、高效,是一個汽車品牌新能源科技能力的最直接展現(xiàn)。“別克藍”智能電驅(qū)系統(tǒng)擁有通用專利的雙排行星齒輪組結(jié)構(gòu),之間布置了兩組高性能交流永磁同步電機,賦予HEV全混動車純電驅(qū)動、純發(fā)動機驅(qū)動以及油電混合驅(qū)動等多種驅(qū)動模式,有效克服了單模驅(qū)動單元選擇靈活度低、傳動效率差的限制,在變速器內(nèi)以兩個連續(xù)可變速比和一個固定速比的輸出組合,在全車速范圍內(nèi)優(yōu)化發(fā)動機動力源與電機動力源,實現(xiàn)駕馭激情與燃油經(jīng)濟性的完美組合。
作為“別克藍”智能電驅(qū)系統(tǒng)的核心部件,經(jīng)歷四代進化的通用汽車全新12極高性能電機在材質(zhì)與結(jié)構(gòu)方面做了深度優(yōu)化。采用條形繞組構(gòu)造(Bar Winding Configuration)是使用長方形的繞線結(jié)構(gòu)來取代傳統(tǒng)的圓形繞線結(jié)構(gòu),使得其直流阻抗減低以及具有更好的散熱特性,以便與其它部件進行深度集成。它還擁有業(yè)界最優(yōu)的能量密度以及扭矩承載能力,在提高電機效率的同時噪聲也大幅降低。另外,內(nèi)置式釹鐵硼永磁材料確保了電機運行的高效,在高扭矩下仍然能夠保持平順的動力輸出。
混合動力系統(tǒng)實現(xiàn)了高度集成下的“小身材、模塊化”。作為HEV全混動車的核心部件,“別克藍”智能電驅(qū)系統(tǒng)在類似傳統(tǒng)變速器的體積內(nèi)實現(xiàn)了高度集成,同軸設(shè)計雙電機與雙排行星齒輪巧妙組合布置,在性能、散熱和封裝方面均達到世界最高水準(zhǔn),整套驅(qū)動單元及控制器重量僅為125kg,可以和傳統(tǒng)變速箱實現(xiàn)模塊化替換,實現(xiàn)多平臺車型(HEV全混動、EREV插電式增程混動、PHEV插電式混動)的靈活應(yīng)用。
以往需要獨立安置的TPIM電控模塊此次也集成在箱體中,它由三個獨立的逆變模塊(逆變器-A、逆變器-B、電子泵逆變器)、變速器控制器、混合動力系統(tǒng)控制器等組成,其中三組逆變器負責(zé)控制電機,變速器控制器負責(zé)換擋及扭矩請求,混合動力控制器負責(zé)扭矩分配和能量管理。值得一提的是,隨著TPIM電控模塊的集成,電池直流電(Direct Current)轉(zhuǎn)換為電機使用交流電(Alternate Current)的工作得以在箱體內(nèi)完成,直接避免在發(fā)動機艙內(nèi)布置高壓電線,大幅度提高動力系統(tǒng)的耐久性能和安全性能。
高度的集成化不僅是設(shè)計層面的突破,也是對耐久性能的考研。“別克藍”智能電驅(qū)系統(tǒng)嚴(yán)格遵守通用全球標(biāo)準(zhǔn),從零部件、子系統(tǒng)、整車層層考察,確保系統(tǒng)的耐用與可靠。同時,在“別克藍”新能源戰(zhàn)略規(guī)劃之下,別克新能源車型將擁有高于國家標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)保承諾,讓消費者安心享受新能源汽車帶來的綠色與便利。
“雙?!?固定速比的智能控制將時時效率最大化。“別克藍”智能電驅(qū)系統(tǒng)內(nèi)部擁有兩組離合器,通過不同的組合工作狀態(tài),可以實現(xiàn)兩種主要的工作模式和一個固定速比,實現(xiàn)對全車速下的日常各種使用場景下的最高效率。
低速行駛工況下,智能電驅(qū)系統(tǒng)通過結(jié)合離合器1、斷開離合器2的操作,實現(xiàn)以較大的速比推動車輛,來減小對電機轉(zhuǎn)矩的要求;進入高速工況時,系統(tǒng)則通過斷開離合器1并結(jié)合離合器2切入較小速比的狀態(tài),避免電機在過高的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。在“高速”和“低速”兩個模式之間,還有一個固定速比,即發(fā)動機以1.54的速比(不包括主減速比)直接驅(qū)動汽車,此時車輛同樣處于高效節(jié)能的工作狀態(tài)。正是軟件與硬件的緊密配合,讓智能電驅(qū)系統(tǒng)能夠最大化發(fā)揮效能,并帶來兼顧節(jié)油環(huán)保、駕控樂趣及安全舒適的EVness電氣化的駕乘體驗。
別克全新一代君越HEV全混動工作模式包括:電機與發(fā)動機混合驅(qū)動、電力單獨驅(qū)動、發(fā)動機單獨驅(qū)動。智能停機:當(dāng)發(fā)動機不需要驅(qū)動整車行駛時,自動切斷燃油/停止發(fā)動機轉(zhuǎn)動。例如,當(dāng)車輛靜止發(fā)動,或車輛減速時。純電驅(qū)動:主電動機在較低車速, 憑借電池中儲存的能量提供所有動力。主電機低速時能平順提供275Nm的最大扭矩,為車輛提供穩(wěn)定強勁的加速。加速助力:當(dāng)車速較高或者急加速時,主電機、輔助電機以及發(fā)動機同時工作提供充沛的動力。此模式通過協(xié)同雙電機和發(fā)動機,允許主電機在車速高時運行在低轉(zhuǎn)速區(qū),提供更好扭矩,為駕駛者提供更有樂趣的駕駛體驗。優(yōu)化充電:當(dāng)車輛在巡航以及運行在非滑行、減速或停止工況時,混合動力系統(tǒng)能夠控制發(fā)動機工作在效率最高的區(qū)域來給動力電池充電。制動饋能:在車輛滑行和減速時,整車動能可以轉(zhuǎn)化為電能給動力電池充電?;旌蟿恿ο到y(tǒng)會合理分配主副電機的制動能量回收,直到較低車速,再由電機輸出扭矩,使得扭矩輸出過渡平滑,避免了整車的抖動。
隨著“別克藍”新能源戰(zhàn)略的扎實推進,別克還在2017年推出EREV插電式增程型電驅(qū)技術(shù)VELITE 5,在2018年推出PHEV插電式混合動力車,2019年推出EV純電動車,為客戶帶來兼顧節(jié)油環(huán)保、駕控樂趣和安全舒適,全面超越傳統(tǒng)車型的EVness電氣化駕乘體驗。同時,伴隨著新能源產(chǎn)品的不斷豐富,別克業(yè)已形成由高檔舒適、高檔轎跑、高檔SUV和“別克藍”新能源車型構(gòu)成的4大產(chǎn)品陣列,以新能源科技的領(lǐng)先實力開創(chuàng)更大的品牌格局。
今天在國內(nèi),除了雪佛蘭和別克新能源車型外,凱迪拉克更是將插電混合動力引入到了國內(nèi),以實現(xiàn)品牌更大的影響力。這款插電混合動力凱迪拉克CT6也是在EVT變速器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。
凱迪拉克CT6插電式混合動力憑借前瞻智能的電驅(qū)科技,打破“高性能=高能耗”的傳統(tǒng)認(rèn)知,為消費者帶來了業(yè)界領(lǐng)先的EVness電氣化駕乘體驗,以強勁無間斷的動力輸出、行云流水般的駕駛平順性、顛覆傳統(tǒng)的駕駛樂趣和高效節(jié)能的極致油耗樹立了“性能駕享 Performance Hybrid”全新理念。以2.0T SIDI渦輪增壓直噴發(fā)動機和兩臺高性能驅(qū)動電機組成的三大動力源可實現(xiàn)強勁的動力輸出和極致的加速表現(xiàn)。以雙驅(qū)動電機+三組專利行星齒輪+五組離合器的機構(gòu),為實現(xiàn)靈活的動力分流和對各種駕駛工況的適應(yīng)性上奠定了結(jié)構(gòu)硬件的基礎(chǔ)。以純電力驅(qū)動、發(fā)動機驅(qū)動、混合動力驅(qū)動以及智能能量回收四種主要能量輸出方式,通過四種EVT+四種EV+三種固定速比動力流組合路徑,在任何工況下都能通過智能電控系統(tǒng)達到最優(yōu)效的動力輸出。2.0T SIDI渦輪增壓直噴發(fā)動機最大額定功率203kW,最大扭矩400Nm。雙驅(qū)動高壓電機以感應(yīng)式電機+永磁同步電機的組合,均可參與驅(qū)動與發(fā)電,并通過5組離合器和3排行星齒輪進行銜接,可實現(xiàn)同級最佳無縫動力傳遞。凱迪拉克插電式混合動力CT6從靜止加速到100km/h僅需5.4s,無論起步階段還是中后段加速都提供充沛動能和極致加速性能體驗。純電行駛里程80km,綜合續(xù)航里程高達935km。
可以說,EVT變速器使通用擁有了自己特色的混合動力系統(tǒng)。