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福工动力张德平:新能源商用车驱动总成方案

2017-04-07 15:24:11 作者:余晓 来源:中国客车网
  2017年3月30日~4月1日,以“绿色出行 智慧交通”为主题的2017天津国际客运交通装备与技术展览会于在天津梅江会展中心隆重举行。本次展会由中国道路运输协会城市客运分会与天津市公共交通集团(控股)有限公司主办,中国客车网作为展会战略合作媒体,对展会盛况及相关论坛进行了全程报导。

  3月31日下午,“中国新能源客车发展论坛”如期召开,与会专家及企业代表进行了“新能源技术路线之争-相悖与相融”、“新能源核心部件创新发展研讨会”、“客车安全防范与智能公交建设交流会”三场讨论。对新能源客车的发展起到了助推作用, 中国道路运输协会、城市客运分会副秘书长叶东强主持论坛。福建省福工动力技术有限公司技术中心主任张德平出席了此次论坛,以《新能源商用车驱动总成方案》为题发表精彩发言。

  以下为演讲实录:

  各位领导、各位行业的同仁大家下午好!

  我是来自福建省福工动力技术有限公司的张德平,很荣幸跟大家探讨新能源商用车驱动总成的发展方案。

  首先我们翻开中国制造2025的蓝皮书,蓝皮书上有提到在未来30年传统的车还是占我们总量的大部分,是一个主流。但是在未来30年内以混合动力为基础的HEV和PHEV未来30年将是蓬勃发展期。

  混合动力核心部件是混合动力的驱动总成,因为它决定了我们电控系统的架构,也决定了我们电池的选型,我们认为在窗口期我们要大力对驱动总成进行创新。

  众所周知,目前在世界公认最先进、最好的是丰田的总成,历经20年推广数量有一千万辆,目前运行非常稳定,它是基于单行星排动力分流的系统,我们在这一块进行深入的创新,带来了复合行星排动力分流的系统,我们希望把这个性能优于丰田的系统应用于商用车的领域。为什么性能上能优于丰田的系统,我从结构上向大家做一个介绍:

  首先在结构上,我们可以转化成4个轴,相对于丰田的3轴我们多了一个轴,在里面集成了两个制动器,这样在控制上面产生了三个自由度的控制模式,在效率上面的选择和最优的选择上面,比丰田两个自由度多了一个选择的空间。这一款产品我们拥有独立自主的专利,专利覆盖了大部分的欧美日发达国家,可以销往世界各地,同时国内也有32项发明专利,它是一个无级变速的总成,从右侧看到,它是有两个电机、轴齿结构、液压系统、还有整个壳体等高度集成在一起,它是一个机电液高度一体化的驱动总成。

  这是它的一个内部结构,大致介绍一下,在我们主箱体里面有两个电机,大电机和小电机集合在一起。这个是副箱体、发动机、电机还有减速机构整个构成了一个驱动总成。

  我们通常用杠杆图的形式表达的动力分流行星排结构,左边是福工系统架构,右边是丰田的系统架构,我们双星排是四个轴,中间蓝色是发动机,绿色是输出,然后E2是大电机,大家看到丰田的输出跟E2在同一个轴上的,它一个固定的速比,E2一定跟发动机的速度按照固定速比的。我们在E1与发动机上面分别有两个制动器,在纯电动起步的阶段,我们两个电机可以同时驱动,丰田只能靠E2单独驱动,发动机启动的过程是一样的。

  在加速过程,从这里可以看出,我们三个动力源,两个电机和发动机可以一起驱动输出,丰田是由E2根发动机进行驱动,E1在发电,相当于维护杠杆的平衡,有一个抑制的过程,在这里E1的效率是比较低的。我们在中速的时候可以把E1给锁死,而丰田E1持续的发电,发电的过程中给E2,这个过程效率是偏低的。高速的时候我们是四根轴,我们的发动机可以控制在更好的在高效率区间工作,高效率区间相对于丰田的高效率区间,我们有更多的选择。

  做一个小结,我们这个系统

  第一、是克服大电机度随车速上升的问题。

  第二、利用锁止离合器,避免了中高速段抑制,克服了小电极总需反作用于发动机的。

  第三、双电机调速,具有更多的自由度把电机与发动机放在最佳效率区工作

  在控制上,我们把整个控制分为三个层次,

  首先第一个,是监控层,里面主要是对基本的安全一个架构进行组建,同时还有对最基本的性能进行一个组建。

  第二个,基于四个轴的原理,我们进行扭矩平衡架构的构建。

  第三个,在前面两个形成前提下,我们进行能量管理的优化。

  如何能够达到最优的能量管理,我们还是基于四根轴非常宽泛自由度的方式,我们可以把每一个情况和点标在工况区间里面,把电机、发动机、行星排还有电机控制器、电池把所有的最高效的区间都输入在我们数据里面,虽然有无数个点,比如说在下面有无数个点,但是我们根据整车的需求通过离线的方线进行筛选,得到在某个工况下得到最优的总统效率的区间,进而达到最好的油耗。

  这一幅图里面,看到我们实验台架上所有的数据在一个数据库里面,进行了筛选和优化。

  目前,我们有两款产品分别是1800这个产品,目前应用在5到6米的轻客上面,18000应用在9到12米的大巴上。后续还会研发2800产品应用在6-8米的中巴上。同时这个是一个平台化的产品,可以应用在混合动力上面,也可以应用在插电式混合动力上面。

  简要介绍一下我们公司,福工动力是最早从事于新能源研发与生产的企业之一,目前全国200多个城市应用我们的产品,市场占有率前五,行业影响力前三,曾经获得四项国家节油大赛的冠军。随着补贴的下降,也呼吁广大的客户更多关注我们产品性价比,并不是价格最低这种类型的。使我们驱动总成能够发展在一个比较快速进步,良性发展的轨道,最后使我们国家的驱动总成在补贴下降或者没有补贴的时候,也可以在全世界范围内处理领先地位。谢谢大家!

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