上海馨聯采用了功率分流技術路線,進一步說是輸入式分流的三軸混動方案,采用一種臺階式雙聯行星齒輪機構作為動力耦合裝置。該行星排機構取消內齒圈,具有加工制造容易等特點,通過行星排設計降低行星齒輪的加工和檢查難度,實現太陽輪的任意角度裝配,保證批量生產的節拍要求。
上海馨聯SHS(Synergy Hybrid System)混動系統取消了換擋元件、液壓控制單元等容易發生故障的零部件,依靠電機控制實現發動機工作區間優化以及整車無級變速。該混動系統傳動部分只含有齒軸,因此具有高可靠性高壽命的特點。在與客戶溝通中發現,目前國內專用的混動發動機還都在研發或籌劃過程中,基于目前的發動機性能很難直接達到豐田混動車的油耗水平,為了實現較高的駕駛感受,在電機匹配時會適當增加電機扭矩提高整車動力性。
SHS混動方案采用的行星排機構具備與典型行星排機構相同的轉速和扭矩特性,通過行星輪與太陽輪的速比設計能夠得到期望的行星排元件的轉速關系。
SHS功率分流混動變速箱技術工作原理
對于HEV車輛而言,純電動只用于低速輕載工況,采用主驅電機(TM)單獨驅動即可。對于PHEV或增程式電動汽車應用時,在發動機輸入軸上增加單向離合器(OWC)實現雙電機同時驅動,能夠為整車提供更高的加速性能和系統效率。雙電機同時驅動可以避免主驅電機扭矩功率過大,能夠降低產品成本。
在混動模式時,采用發電機(ISG)啟動發動機,整車以動力分流模式行駛。通過電機控制實現發動機最大程度地與行駛工況解耦,讓發動機能夠工作在低油耗區間,這降低了混動系統對發動機性能的依賴性。
產品開發驗證
采用在售吉利帝豪PHEV車型改制混動樣車,直接替換原車變速箱,開發全新的控制軟件,樣車性能已經得到多家主機廠認可。先后試駕過樣車的汽車公司包括上汽、吉利、廣汽、奇瑞、北汽、江淮、東風、五菱、觀致等,已經簽訂的樣車開發項目3項,目前與多家主機廠和變速器公司的合作及合資項目都在洽談中。
系列化前驅產品開發
在新一代產品開發中,將采用高度集成的方式,將電機控制器集成在混動箱殼體上,通用變速箱殼體,實現成本最優化。
在系列化產品開發時,只通過改變電機配置來滿足不同級別車型搭載,關鍵零部件實現通用化。目前電機采用天科電動產品(上海馨聯的子公司),電機選用已經批產的OD220系列電機,只需要根據扭矩需求改變電機鐵芯長度即可。
目前公司產品覆蓋各級別乘用車搭載,對于A級轎車配置的混動變速箱成本已經接近傳統DCT價格。
同一款混動箱可以用于HEV和PHEV搭載使用,滿足車企不同的使用需求。目前市場上增程電動系統較多地采用串聯模式,驅動電機要實現整車所有的性能要求,一般要求扭矩和功率較大。馨聯SHS在增程應用時能夠實現雙電機驅動,主驅電機的節能成本足以覆蓋行星排的成本增加,并且具有更好的產品性能,及時在電量不足時以功率分流模式行駛,也具有很好的燃油經濟性。
后驅混動產品開發
SHS混動方案同時能夠應用于中置后驅車輛搭載,只需要通過電機布置調整即可,行星排機構及電機都可以實現與前驅方案通用。目前國內后驅自動變速箱資源比較缺乏,一些價位較低的皮卡車都采用了ZF的8AT。后驅混動箱的市場需求逐漸增大,后驅MPV、物流車、皮卡都將面臨混動化,SHS后驅混動方案已經在和車企進行合作,兩驅版的房車和四驅版越野車項目年底完成樣車。
對于重卡車輛應用時SHS方案優勢更加明顯,通過集成2AMT或4AMT模塊可以降低驅動電機扭矩。行星排元件都是常見外齒輪,加工制造容易。相比之下,采用典型行星排的混動方案,大尺寸的內齒圈加工制造極為困難,外徑超高200mm的內齒圈加工成本就非常高了。
SHS混動方案總計
1、方案已經完成驗證,樣車性能得到車企認可
1)解決行駛中啟動發動機問題,滿足平順性要求;
2)產線開始制作,年底實現調試,能夠快速批量生產;
3)目前與多家車企合作,年內完成3-4款HEV-Mule車交付并實測油耗。
2、低成本,高可靠性,易于生產制造
機械機構簡單,零件數量少,無換擋離合器,無液壓系統;采用無內齒圈行星齒輪機構,加工容易。
3、平臺化應用,系列化產品開發
可用于強混HEV系統、插電混動系統及增程式電動系統;通過電機匹配實現系列化產品開發。
4、自主產權
該混動方案具有完全的自主產權,避開豐田混動專利。
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