Session three

CTI中国论坛2020年在线演讲系列:

系列三:新能源汽车动力系统的效率优化

2020年10月15日
中国时间下午4:30-6:00 (欧洲中部时间上午10:30-12:00)
演讲语言:中文

 

主持人:

徐向阳博士教授
常务副主任
国家乘用车自动变速器工程技术研究中心
北京航空航天大学交通科学与工程学院

 

演讲人一:

龚熙
总部先期工程总工程师
博格华纳(中国)投资有限公司

主题:

为市场优化的混合动力驱动解决方案

  • 不同驱动系统(包括混合动力专用变速器DHT)的概览,整合混合动力专用驱动系统(DHP)及其特性
  • 系统的优化流程: 不仅包含成本及性能的优化,同时也会囊括其他特性如驾驶质量和用户体验
  • 以车型分类的DHP分析
为了平衡驱动系统的成本和排放,不同级别的混合动力系统被研发出来并在面向近未来的市场上同时存在。混合动力专用变速器(DHT)被整合进混合动力专用驱动系统(DHP)中被用于全混和插电式混合动力系统中。

为了解决过去油耗和电子零部件的高成本,DHP通过数代的优化以达到更高的效率以及更低的成本。DHP的成本吸引力建立在电力电子,简化的变速器和内燃机的组合上。当能达到足够的电力功率时,能够通过使用更高效率的内燃机达到适当的动力性能。
混合动力专用驱动系统能在插电式混动车想对仍然较少的近未来提供一个非常重要的低排放解决方案。与此同时,插电式混合动力车上增加的电池尺寸也在推动混合动力专用传动系统,以降低系统复杂性和成本,抵消增加的电力系统带来的成本增幅。

这个报告会给出各种包含DHP在内的混合动力驱动系统特性的概览和比较。以标准车型分类的驾驶需求为基础进行一个整合了混动控制器的整车级仿真。混动控制器会基于ECMS策略,并以此评估电力维持模式下的效率。同时,其他特性如驾驶质量和用户体验也被加入系统评估流程。由此,本报告会展示一个以车型分类的DHP完整分析。

演讲人二:

向心倩
新产品开发工程师
博格华纳(美国)

主题:

低能耗多速电动驱动优化系统

  • 使用传统自动变速器技术,新增的离合器元件带来的耗能会高于多级变速器实现的节能。
  • 低能耗两级变速器使用的新离合器技术可以实现和单级变速器几乎一样的能量损耗。
  • 运用参数化仿真模型,可以找到“理想”的整车系统配置,也可以评估电池、稀土金属和其他零部件价格变化对配置最优解的影响。
  • 本项研究意在证明多级变速动力系统可以用于各类电动车并为OEMs带来价值。

多级变速器最初出现在高性能电动汽车和商用电动车,因为其对这些细分市场具有明显的价值。然而从市场预测可以看出,汽车行业普遍认为多级变速器不适用于普通轿车级别的电动车。这背后的原因是行业普遍认为新增的离合器元件带来的耗能会高于电动车多级变速器实现的节能。但是这种观点的核心是基于传统的自动变速器技术。

本文介绍了一款新的两速变速器,其使用的新型离合器技术在分离的情况下没有任何能量损耗,从而使两速变速器的能量损耗和单速变速器趋于相同。运用这种新型多级变速器理念建立的整车系统仿真模型,可以详细分析电力驱动系统中不同元件之间的制约关系。基于该模型,可以进一步评估不同配置对电动车行驶里程、整车性能以及成本效益这三项指标的影响,其中包括多种驾驶循环工况的设定,也包括缩减动力元件的尺寸。不同系统配置条件下,计算对比相应的整车系统净值从而获得最优解。 因此,该参数化仿真模型可以用于找到“理想”的参数配置以此实现最大的整车系统净值。
并且,还可以通过该参数化模型,检测电池、稀土金属和其他零部件价格变化等对配置最优解的影响。本项研究意在证明多级变速动力系统可以用于各类电动车并为OEMs带来价值,而不仅限于商用车和高性能汽车。

演讲人三:

王微

院长事务助理,运营及项目管理总监

清华大学苏州汽车研究院(TSARI)

主题:

通过提高驱动系统效率延长电动汽车续航里程的解决方案

  • 传统齿轮减速机在低功率运行时效率低下的原因机理分析
  • 牵引传动减速机在动力系统低功率运行时的效率优势
  • 牵引传动减速机在成本、NVH等方面的优势
  • 牵引传动减速机与高速电机组成的新型动力系统的应用将极大地提高电动汽车的用户价值
提出了一种集成牵引传动减速机与高速电机的新型动力系统方案,该方案可广泛应用于各种电动车辆,并明显改善其续驶里程。该方案由减速比为15:1的牵引传动减速机和20,000 RPM的高速电机组成,并已进行了WMTC 3级城市循环工况的仿真测试,仿真车辆模型的空气动力学阻力(Cd)、滚动阻力、风阻面积及车辆质量等特性均参照雪佛兰Bolt。仿真结果显示0到60英里每小时的车辆加速时间为6秒。目前牵引传动减速机已完成了样机制作,并在清华大学苏州汽车学院实验室进行了物理测试,以建立从零功率到执行此循环所需水平的效率图谱。测试过程中,电机使用了Motor Solve设计软件进行仿真。测试结果显示,此方案在完成WLTC循环工况所需的总能耗远低于传统动力系统,平均效率超过85%。相同循环工况下,传统齿轮减速机与永磁电机动力系统平均效率一般在75%以下。

此外,本文还对集成牵引传动减速机与高速电机的新型动力系统与传统齿轮减速机与永磁电机动力系统进行了分析,结果显示前者具有明显的成本优势。牵引传动方案最早由NSK公司提出,用于电动汽车的减速器结构设计。Ultimate Transmissions公司开发的SILK减速机与NSK方案相比,具有结构更紧凑、系统方案更简单、减速比更高的特性。物理测试证明了该解决方案的有效性。高速电机由于其扭矩密度相对较差,目前在较大功率的电动汽车中应用较少,但SILK牵引传动减速机因其能够实现单步减速比超过15:1,可以与高速电机集成,形成经济、高效、几乎无噪音的动力系统解决方案。该方案可以显著提高动力系统效率,与使用传统动力系统电动车辆相比,使用
该方案的车辆在降低电耗和提升续驶里程方面都更具有优势。

赞助商

作为全球领先的润滑油解决方案供应商,嘉实多自1989年进入中国,目前已成为中国润滑油市场的重要运营者。1998年,嘉实多在深圳蛇口设立了在中国的第一个调配厂;2010年,嘉实多在上海浦东建成其首个中国技术中心。凭借先进的技术能力及丰富的全球运营经验,嘉实多致力于满足中国客户的多样化需求。

对于全球顶级足球赛事及汽车赛事,嘉实多也全情投入。嘉实多曾赞助2010 FIFA南非世界杯及2014FIFA巴西世界杯,还赞助了2008及2012年欧锦赛。在赛车领域,嘉实多极护是奥迪、福特、本田等车队的指定用油,曾协助他们参加世界汽车拉力锦标赛、达喀尔拉力赛等各项国际级赛车赛事,帮助车队和车手屡创佳绩。2017年,BP和嘉实多携手雷诺车队强势回归F1赛场,为雷诺车队提供燃油和润滑油,并助力车队在未来五年实现征战世界锦标赛的雄心壮志。

长期以来,嘉实多是奥迪、捷豹路虎、沃尔沃、福特等众多世界领先汽车厂商的合作伙伴和推荐品牌,并与它们共同开展技术研发,度身定制高品质的润滑油产品,期待以更好的产品和服务来实现对广大中国消费者的承诺。

嘉实多 (上海) 管理有限公司
上海市桂桥路255号5幢3层

gore

戈尔公司 是一家全球性材料科技公司,致力于服务工业生产和改善生活质量。自1958年以来,戈尔公司攻克了高要求环境下的复杂技术挑战 — 从外太空到世界最高峰,再到人体内部机制。凭借10,500多名员工和一个强大的面向团队协作的文化,戈尔公司每年营造370亿美元的收入。

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