【2019WNEVC】合肥工业大学教授段志辉：高度集成混合动力系统

经国务院批准，世界新能源汽车大会（WNEVC）于2019年7月1-3日在海南博鳌隆重召开。大会着眼于全球汽车产业的转型升级和生态环境的持续改善，通过聚集全球专家智慧和产业精英，共同交流探讨新能源汽车在技术创新、产业创新、政策创新、市场模式创新等领域的成功经验与发展趋势，凝聚产业共识，明晰汽车产业转型升级的方向，探索电动化、智能化、共享化协同发展的有效路径。在“先进电驱动技术”的主题峰会上，合肥工业大学教授段志辉发表了演讲，内容如下：

谢谢龚总的介绍，混合动力是从1996年开始的，我今天谈就是混合动力，从混合动力技术上来说，插电式和非插电式没有太大的跨度，我混合来讲，概括插电式和非插电式。国际上累计的混合动力销售量在1.8万左右，接近20000万，这个层面政府补贴微乎其微，不是靠政府补贴，而是靠社会顾客来付，混合动力全社会的成本已经核算了。国内的混合动力与国际上差异还是比较大的，这是国创中心收集的混合动力这些车型，我关心的一两款这上面还是找不到，也就是说还是有漏网的。混合动力这本书大家都知道，节能与新能源汽车技术路线图，很多专家参与了，这上面我们关心混合动力相关的，这三个值是节能车的混合动力，值基本上是这样的值，这相当于什么，新能源汽车（电动车）与插电式混合车一半一半分开，国内差不多一千多万套的水平。我这儿统计了2017年，但是2018年的变化很大，2017年不到10万辆，2018年提升很大，要命什么？非插电的混合动力国产品牌还是零，总体来说的话，我们的需求差异很大。国产品牌的HEV是零，这说明一个问题是什么？国产的混合动力在节油方面来说是有弱点的。

我们简单看一下国际上混合动力的技术路线，这是国际上最大的11家车企和变速箱的企业，混合动力就是动力分流和P2，这两个比较集中。其他的相对比较散一些，也不能排出，动力分流和P2比较集中一点，现在串联的冒出来几个效果也是不错的。那么我们现在拎出来一些水平最高的混合动力，丰田的普瑞思大家知道在1997年进行量产，现在它进行了四代的量化，第四代的油耗是每家跑56英里，给一个参考，与它大小差不多的车的值是31、32左右的，每箱油跑三十二三英里。这是动力分流的，刚才看到的动力分流的普瑞思。2017年，现代做了一个Ioniq的车，如果这个车不给你说，你认为是一辆车还是两辆车，非常像，它做到每箱油跑58公里，配合P2的混合动力，所以属于P2的混合动力。我们做了比较，整车质量是1300公斤，长宽高非常接近，风阻系数做到0.24，我们知道0.24的风阻系数还是非常优的，发动机的效率是在40%，这是阿特基循环发动机，效率比较高。其他是与它的系统本身相关的东西。我你至少想说明一种问题，以前有一种传说，普瑞思是最优的，别人不可能省过它，那么现在这个传说就是一个传说，到此为止，现在已把它打破了。或者说现在动力分流和P2至少是一个水平的节油，我们现在看到Ioniq的P2实际上是一个什么呢？它配DCT这样的东西，P2的混合动力大多数是属于拿来一个变速箱把电机加上去，加上需要的动力耦合，那么就是简单的1+1=2，简单的对子凑到一块，部件走到一块。我们往下做需要挖潜力，我们把它当成混合动力来设计的时候可以挖掘出来很多很好的性质提高它总体的性能，我们看一下，和一般的发动机总成系统，首先我们是混合动力，有一个发动机和电机，这是双动力系统，与以前的常规发动机不一样的，我们用的所谓的DCT双通道的传统系统。实际上双通道意味着什么呢？实际上意味着如果你要想象，可以认为发动机驱动前轮，电机驱动后轮，可以这么认为，实际上把两个东西集中在一块。我们看到很多做混合动力做的？那就是引入行型牌，它是双驱动的非常适合做动力耦合的这么一个动力，再就是一个行型牌，太阳轮、行型架和纸圈，相当于一个转数。

双输入其实大概是这么一个动东西，蓝的就是1、3、5档，另外一个是2、4、6档，双自由度行型牌和双输入齿轮芯可以干什么，可以增加档位，不增加齿轮对数的情况下增加档位，6的上市了，10的在研发，据说比6数的省油。对于变速箱来说，增加档位是重要的事，只说要把价钱控制好。谁说四档足够了，要什么六档，现在六档就够了，要什么十档，有人在研究。9个档次不是6队齿轮，可能是4对齿轮。双输入的DCT加行型牌是十个档位，11个档位-16个档位，我还找到18个档位的，对于变速箱来说增加档位是永远重要的事，18档不是BCT，有点像AMT。AT一样，8数-14数，AT也一样不断在增加档位，我们做混合动力也要考虑这件事情。刚才这是一件事，双输入齿轮箱+双自由度的行型牌，它可以干什么事？增加档位，不增加齿轮对的切断下，档位翻番的水平。现在是什么呢？实际上这种专利也很多，因为我们混合动力已经有了一个电机，电机是很贵的事情，大概5000人民币以上，它的存在就可以帮助我们很轻松地解决一个问题，那就是液滤变速器或者起步离合器要做的事情，我这儿发动机是1500转，咱们随便说，发功机在这儿，连接在这儿，这是输出端连接车轮。发动机1500转，车轮零转数，电机反着转，我想启动加速就可以了，整个过程非常平稳，不像滑落离合器，也不像液滤变速其要把热量转化为能量，这儿是发电，发电粗被输出起来不消耗能量。这是50%的蒸馏。

实际上，刚才主持人介绍我承担国家的项目，在车企做了混合动力器，连接不一样，行型牌连接不一样。这就是启动液滤变速器的过程，这是车速，这是发动机转速，这是电机转速，这么爬上去，一是很平稳，二是对发动机有一个蒸馏，对于电机也是蒸馏作用。这样的情况下做纯电动，这是电机的转速，发动机的转数被锁住，这是输出的。这是电机的转速、发动机的转数，车的转数，车的扭矩角度来说，这是用离合器锁定，输出一个约束反力，力被放大三倍输出。对于这样的系统，电机的扭矩可以减少50%左右是没有问题的。刚才好几位电机方面的专家介绍了，那就是会降低它的成本，减少它的重量。这套系统可以在行使中启动发动机，祺瑞在行使中起动发动机，发动机的速度、车的速度，从零启动起来。这套系统实现量产，荣获中国新十大发明奖项：新能源汽车优秀动力系统奖。这套系统已经有量产的东西了，不是空中阁楼，所以液滤变速器是一个实际的东西。

发动机和电机是双动力，双动力对应双通道，简单来说以前的DCT要有两个离合器的切换过程，我这儿准备好就跳过来这么一种感觉，但是如果我们做好可以不这样，我值班你去换，你换好了，你来值班，我来换，双动力+双输入齿轮箱可以做到这一点，在换档的频率上可以由非常大的改善。这是一个转力，它是双通道的变速箱，这两个离合器有点区别，这个离合器蜕变为全涯的，离合器比较贵，你把其中的离合器简化出来有利可图，它有充分的时间调同步，同步之后把离合器挂上去就可以了。实际上把双动力配双通道的变速箱加双自由度的行型牌，我们可以把刚才两个地方糅到一块儿去。这儿又是一个专利，这是一个DCT双离合器变速箱，但是这套系统里面就是没有一个离合器。这里面就不需要离合器了，这个东西，我认为研究了工作方式，发动机工作的时候完全没有问题，油电机调转数，换档的轴和齿轮完全同步，反正剩下就是蔡总来说，你们做电机控制的，电机比较准确的调速直接挂同步，这套系统也是这样的。这套系统是所谓的双离合器变速箱，但是就是没有离合器，这也就是说我们系统设计的优势。实际上这就是刚才介绍的，以这个为轴调这个，使电机同步，同步挂上。以这个为轴来调电机带的，电机往这边拉，这边的速度拉下来调这边的同步，一同步就上去了。所以这两种奇数档换偶数档，偶数档换奇数档可以用电机来调，电机调同步很准，直接挂档就可以了，刚才说了一般性的研究。

我们现在做的是正准备做的一件事，先进的混合动力变速箱，它是什么呢？一套这样的东西，刚才说的电机、行型牌，这是电机变滤器，这边是一个双输入的变速箱，注意不是离合器的变速箱，因为离合不存在了，我们用这一套东西换了离合器，它的陈本大概是一千块钱，双离合器大概要小三千块钱。这套东西的好处就是上面红的，12个档位电机变滤器，交替换档电机同步。这是6DCT的速比，交换从这个速比变到这个速比的变化是这么多，69%。这是Ioniq的6DCT速比，这是总齿轮的速比，我们目标产品的速比。我们发挥了双动力、双输入变速箱和双自由度的东西，功能和性能得到很好的发展，最高的三项，纯电驱动、混合驱动和行使中启动发动机，一般的6DCT混合动力都要做到的。下面是我们这套系统充分利用了刚才提到的这些带来的好处。我的汇报就到这儿，谢谢。

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