于海生:深度混合动力,助推节能减排

文章来源:AI《汽车制造业》 发布时间:2017-09-21
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2017中国汽车零部件年会暨高峰论坛:科力远公司副总监于海生先生演讲

科力远公司副总监于海生先生

尊敬的周博士,各位行业前辈、大家上午好!首先自我介绍一下,我是来自科力远混合动力的于海生,我今天分享的题目是深度混合动力,助推节能减排。

节能和减排是实现社会可持续发展的两大主题,为了实现节能和减排的两个主要任务,全世界范围内的各个国家都在制定相应的目标和里程碑计划,美国、欧洲、日本制定不同的目标,制定各个阶段节能减排的相应指标,我们国家也制定相应的目标,我们要在2020年达到5升,2025年达到4升这样的燃油耗量。我们国家在燃油消耗方面,根据不同车型的重量和排放,都有一个对应限制的标准。对于一个公司来讲,到2020年必须要满足5升,2025年要满足4升,甚至到2030年要满足3.5升。如何满足这些要求呢?节能技术包括车辆的轻量化,整车滚组等等优化方面的综合考量需要做的工作,当然每种技术,从轻量化的角度来看,在座各位都会涉及到这样的问题。比如说发动机的轻量化,首先要做好零部件的轻量化,后面随着电动化技术的发展,电池包的轻量化,涉及到传统方面的轮胎、转向系统都会涉及到轻量化的工作,最后实现整车的轻量化。对于重型车更是一样,可以给用户带来直接的收益。对于发动机的优化,同样发动机有很多新技术的应用,美中技术的应用都可以带来节能减排的效果。但是这个地方列举了很多种技术,这些技术的应用,最终可以提高效率到20%到25%,这也是受局限的,我们需要引入新能源方面的颠覆性技术。对应不同的技术手段,实现节能减排的效果也是不一样的。我们实际上还是坚持从传统车到混合动力,逐步发展到动力电池这样一条业内的技术路线。

对于新能源这块的技术,电气化的汽车包括新能源汽车和节能汽车,我今天主要要讲的内容是混合动力,侧重在深度混合动力这个领域。混合动力,尤其是深度混合动力可以实现带动的体型,纯电动可以实现能量回收,这是混合动力的特点,基于这些特点,可以实现整车35%、45%的节能降耗的指标。这个地方包含了市面上几款典型的车,卡罗拉和迈瑞宝,它基本上都可以做到35%到45%的节能。

这里介绍几种典型的构型,实现混合动力有各种各样的构型,包括传并联的方案,原来讲串联比较多,串并联的方案和混联的方案。各个厂家根据自己现有的技术和供应链的情况选择适合自己的技术,但是并联方案有一个特点,比较适合用来做插电混合动力,对于深度混合动力是受限的,混合动力的主角还是发动机,发动机的空间是受限的。在我们国内主要是做插电混合动力比较多,还有P2.5、P3,这些是目前做得比较多的。串并联方案也比较多,包括广汽也是典型的串并联方案,上汽也是串并联方案。我们公司,包括丰田、通用、福特现在都是基于混联方案,这里展示出来的是丰田系列的第二代系统,用在它的全系列车型上面,十几款车型都用这个系统,销量很好。

因为行径可以实现的耦合方案是多种多样的,典型来说,丰田和通用都是三种方案,也可以叫五轴方案。我们的系统是四轴方案,我们现在2800系统也是做了一个CR方案,我们做的是CHS系统,这个系统相当复杂,这个是四轴混合动力系统。前面讲了几种方案,实际上实现并联的方案都是在原来传统的变速箱上面做改型。这种是扩展式的,在传统发动机上面做扩展开发,当然这个难度也不低,尤其是国内TCT模块很多还是依赖于国际化的零部件供应商。从结构的提升难度来讲要低于混联式方案,但是需要解决的问题也很多。

前面讲到了串联、并联、混联,各种系统在电气化的耦合度方面,动力总成的复杂度方面,以及实现的燃油经济性和排放水平,这个地方有一个所谓的比较,详细内容就不再细说。对于混合动力来说要实现很好的节能减排,在控制上是有很多的讲究,包括排放有许多需要关注的内容。我们经过长时间的经验积累和分析,红色的这条线代表要进行哪个排放,在现有的动力总成构成的前提下来实现这样一个系统,发动机应该工作在红色线条标出的位置,然后可以实现很好的节能减排。

整个循环过程包括4个ECE循环,后期我们怎么做到4.5,这是都是需要我们去研究的问题,我们整合优化系统,包括变速箱结构优化、轴承优化、油泵优化,设计过程当中如何减少滚动阻力等等方面的研究。这四种混合动力模式,具体内容我就不细说。优化完之后,整个系统效率,这个是我们的一档的纯电动效率,这是二档的纯电动效率,可以实现节能15%的提升。在正常的工作范围内实现很好的油耗、排放,需要发动机进行优化。我们需要快速暖机的技术,这个时候就是需要做快速暖机的设计在里面。同时从前面这个地方可以看到,整个油耗来讲,这个地方可以看到在前面第一个循环是到500,随着工作的进展和发动机运作的进展,整个油耗会快速降低,这个地方需要做很多发动机的优化。

对于整车需要减种、低压系统的降幅和发动机效率的提高,每项技术都可以带来传统系统效率的提升,实现节能减排。对于CHS来讲有3个平台,插电混合动力已经在车辆上面做大批量的试运营,最近吉利集团会上市插电式混合动力。现在我们也在和长安进行整合开发,对我们整车客户也会提出适用于混合动力系统的、实现节能减排全方位的技术改变。

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