采埃孚設(shè)計(jì)出新一代8擋混動(dòng)自動(dòng)變速器

日前，在采埃孚全球科技日上，展示了全新一代8擋混合動(dòng)力自動(dòng)變速器。電機(jī)的最大功率為160kW，其持續(xù)輸出功率為80kW。在不啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的情況下，最大扭矩達(dá)450牛·米，即使在純電模式下也可實(shí)現(xiàn)高速行駛。

由于采埃孚采用了全新一代自主研發(fā)的電機(jī)，并采用焊接銅棒代替復(fù)繞銅絲，因此無需大幅增加安裝尺寸。該技術(shù)又被稱為“發(fā)夾技術(shù)”，可顯著提高銅填充水平，這對(duì)功率密度具有決定性影響。

除具有約300伏高壓電源的插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)外，輕混系統(tǒng)在未來十年也將發(fā)揮重要作用。為此，該系統(tǒng)采用48伏的供電電壓，通過回收再生制動(dòng)能量，大幅降低二氧化碳排放量的同時(shí)能夠產(chǎn)生電力來驅(qū)動(dòng)車輛。

另外，由于在啟動(dòng)和加速過程中提供輔助動(dòng)力，輕混系統(tǒng)可降低污染物的排放量;事實(shí)上，通常在該行駛工況下，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)排放大量污染物。48伏輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可安裝于傳動(dòng)系統(tǒng)的不同位置。電機(jī)的最大功率可達(dá)25kW，因此在幾乎所有的運(yùn)行參數(shù)下，內(nèi)燃機(jī)性都能處于最佳狀態(tài)。

要知道，電機(jī)必須通過功率電子單元來控制，功率電子單元既能將電池中的直流電轉(zhuǎn)化為所需的交流電，又能控制電機(jī)的功率和速度。目前，在一系列不同的混合動(dòng)力變速器中，這些功率電子單元仍被安裝在一個(gè)單獨(dú)的、鞋盒大小的機(jī)箱里。但隨著全新一代變速器產(chǎn)品的推出，采埃孚第一次將完整的功率電子單元集成到變速器殼體內(nèi)。與傳統(tǒng)變速器相比，混合動(dòng)力系統(tǒng)的裝配不再比傳統(tǒng)變速器明顯復(fù)雜，這對(duì)汽車制造商來說是一個(gè)極大的利好消息。同時(shí)，車輛將減少高壓線纜的使用，使安全性顯著提高。

采埃孚工程師用冷卻概念且同時(shí)對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。通過將功率電子單元與汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷回路相連接，可將這些熱量消耗。在當(dāng)前一代8擋自動(dòng)變速器中，液壓控制單元要求容量大小為3.1升，但在下一代產(chǎn)品中，其大小將壓縮到1.8升，這主要是通過使用直接換擋閥來實(shí)現(xiàn)的。與過去所使用的電動(dòng)壓力執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比，這些電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)將無需使用輔助活塞和襯套。

在設(shè)計(jì)上，全新一代8擋變速器結(jié)構(gòu)也針對(duì)混動(dòng)運(yùn)行進(jìn)行了別具心思的設(shè)計(jì)，突出表現(xiàn)在供油系統(tǒng)方面。在過去使用兩套供油系統(tǒng)：一個(gè)是高效率的機(jī)械葉片泵，由內(nèi)燃機(jī)直接驅(qū)動(dòng);另一個(gè)是依靠電驅(qū)動(dòng)的電子泵或儲(chǔ)能器。

未來將采用單一的功率分流泵，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)關(guān)閉后，油泵會(huì)由一個(gè)小型的、直接連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。全新傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也有助于提高混合動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行的效率。雖然全新的8擋變速器的主體仍有四組行星齒輪和五組換擋元件組成，但通過微調(diào)摩擦功率也可進(jìn)一步提高運(yùn)行效率。正因?yàn)槿绱?，在使用?nèi)燃機(jī)運(yùn)行過程中，每公里二氧化碳的排放量將降低1克。在電氣運(yùn)行過程中，續(xù)航里程也將相應(yīng)增加。

更為關(guān)鍵的是，全新一代8擋自動(dòng)變速器旨在實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)及變速器的縱向安裝，這一安裝模式對(duì)于高端品牌來說異常重要，因?yàn)樗軡M足人們對(duì)操作舒適和降噪的要求。能夠在混合動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，部分原因在于其擁有堅(jiān)實(shí)的機(jī)械基礎(chǔ)。變速器的8個(gè)擋位可以以更小的速比梯度實(shí)現(xiàn)高達(dá)8.6的速比總跨度，從而實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速級(jí)。

同時(shí)，采埃孚優(yōu)化了其開發(fā)的離心鐘式擺振減振器，使駕駛員幾乎感覺不到動(dòng)力系統(tǒng)從電氣運(yùn)行到內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)換。未來，傳動(dòng)控制模塊將不再基于指標(biāo)圖，而是基于所有系統(tǒng)組件的數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行開發(fā)。這是應(yīng)對(duì)未來日益復(fù)雜的傳動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)重要條件。

據(jù)采埃孚估計(jì)，至2030年，至少70%的新車仍將配備常規(guī)的內(nèi)燃機(jī)。然而，插電式混合動(dòng)力車型可以大大降低發(fā)動(dòng)機(jī)二氧化碳的排放量，因?yàn)樽銐虻睦m(xù)航里程和電源功率可以在純電模式下滿足日常交通的需要。

按照規(guī)劃，采埃孚將于2022年在德國薩爾布呂肯市開始生產(chǎn)全新一代8擋自動(dòng)變速器。其后不久，采埃孚也將在中國和美國生產(chǎn)這款變速器。由此，采埃孚可以在以下兩個(gè)方面取得重大進(jìn)展：確?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)快速獲的接受;同時(shí)在無法立即實(shí)現(xiàn)全面電氣化的細(xì)分市場(chǎng)上，減少車輛二氧化碳的排放量。