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比亚迪全新混动技术专利公布,行星排加工制造将成主要难关

近日,国家知识产权局对外公告了比亚迪注册的新型混合动力系统技术专利,这一混动结构与比亚迪目前量产装车的DM-i和DM-p混动系统存在较大的差异。

比亚迪注册的全新混动系统专利特点

从专利注册图来看,比亚迪注册的全新混动技术专利有以下特点。

第一: 该结构采用了双行星排结构,意味着传动系统所能承载的发动机功率与扭矩上限与目前比亚迪搭载的DM-i和DM-p混动系统相比有较大提升。 因此,该套混合动力系统适合搭载排量更大、输出功率和扭矩更高的发动机。而目前比亚迪量产在售的搭载DM-i和DM-p混动专用变速箱的发动机,发动机排量都只有1.5T。而 这套新型混动系统技术专利如果能够顺利量产装车的话,其驱动力范围更大、更适合用在2.0L及以上更大排量的发动机和中大型车型上。

第二:这套采用的双行星排结构的功率分流混动系统尽管和通用、丰田的功率分流混动结构存在部分相似之处,但 从专利注册图来看,该系统全套结构并未采用离合器,就实现了内燃机并联直驱、油电混动与纯电动模式的切换,在动力和燃油经济性的同时,还省掉了很多机械硬件结构,有利于降低生产成本、降低故障率,还节约了布置空间。

此前,吉利的雷神DHT混动专用变速箱,其内燃机传动部分也有借鉴通用、丰田的行星排功率分流结构,但是,发动机和电机都是采用多组离合器实现动力的传输与断开,需要通过ECU和TCU在各个驱动模式之间进行反复切换。这种结构有一些弊端,其一是在驱动模式的反复切换中,动力损失较大;其二是在各种驱动模式的反复切换中,会在部分工况中发生动力中断的现象(此前本田的i-MMD双电机串并联混联系统即存在这一问题);第三是软件标定复杂、开发难度大;第四是由于机械结构复杂、生产成本高。

而比亚迪所注册的全新混动系统专利,则在现有基础上进一步简化了机械结构,通过发动机控制芯片ECU和变速箱控制芯片TCU电控系统的联动,实现电子控制无级变速(E-CVT),以实现更灵活地调速以及更宽泛的调速范围,进而能够优化发动机的工作区间,提高混动系统的工作效率。

比亚迪全新双行星排混动系统适配车型

由于目前比亚迪搭载DM-i和DM-p混动系统的车型(如秦Plus DM-i宋Plus DM-i唐DM-i/DM-p等)均基于横置发动机平台开发,比亚迪目前尚未开发纵置发动机的混动车型。因此,这一全新混动系统未来如能够实现量产装车,可以将前悬挂总成和转向系统的空间省出来,会非常适合用在非承载式车身、纵置后驱的硬派越野车上。这样 一方面可以大大降低油耗,另一方面可以在前悬挂上采用双叉臂等更为运动化的悬挂形式,使未来新车在运动性能和越野性能上得到更好的兼顾,以适应更多不同类型的复杂路况,满足消费者需求。

丰田普拉多

福特撼路者

此前在华销售的硬派越野车,如普拉多、福特撼路者、兰德酷路泽等车型均使用纵置发动机+纵置AT变速箱的结构。其主要目的是为了节省前舱空间、便于布置传动轴、机械差速锁等传统燃油越野车所必须的机械结构。而尽管目前比亚迪还没有带大梁的、采用非承载式车身的硬派越野车。但就在今年7月,已经有媒体曝光了比亚迪高端品牌——星际的首款车型谍照。

如果比亚迪能够将这套混动系统顺利完成试验验证并实现量产装车,与目前国内市场上在售的外资品牌硬派越野车相比,在油耗上将有很大优势。

而决定整车油耗的因素,有以下四点:

1. 内燃机的热效率;

2. 传动系统的传动效率和换挡逻辑匹配;

3.整车的轻量化水平

4.整车的风阻系数

经过多年的发展,目前自主车企在1、2、4点上均有较大突破,部分技术力量较强、市场地位稳固的中国企业已经能在这三个方面做到世界一流水平。而由于自主车企起步较晚、车型开发平台大多逆向自外资品牌已经量产销售的成熟车型。由于没有从外方拿到原始设计资料和数据,很难在外资原型车平台的基础上进行深度改动、减轻整车重量。因此自主车企在整车的轻量化水平上,与外资车企相比,普遍还存在不小的差距。

此前,中国品牌尽管通过SUV市场的发力,突破了此前束缚自主品牌向上发展的“10万元天花板”。但由于无法在逆向外资品牌成熟车型的平台上进行深度改动、减轻重量,自主车企很少在传统汽油SUV上推出四驱车型,主要就是由于油耗太高。

长安CS75四驱版

博格华纳NexTrac限滑差速器

以2015年在成都车展上市的长安CS75四驱版为例:其搭载了博格华纳NexTrac适时四驱系统的多片离合式的限滑差速器,售价为14.28-16.38万元。由于整车整备质量达到1.77吨,而且四驱系统在扭矩分配切换中发动机动力损失较大,导致其百公里油耗高达12L以上。对于购买这一价位车型的消费者而言,这样的油耗明显过高。这也是此后长安在CS75的改款车型上,没有再推出四驱车型的主要原因。

2020年开始,以长城、比亚迪、奇瑞、吉利为代表的自主车企相继实现了DHT双电机串并联混动专用变速箱的量产装车,通过“换道超车”的方式绕开了自主车企在整车模块化平台开发能力和轻量化水平上的差距。

而目前,以普拉多(进口)、撼路者、奔驰G级为代表的外资非承载式车身硬派越野车,均采用传统纵置汽油发动机+纵置AT变速箱的结构。如果比亚迪的这一新型混动结构能够顺利实现量产装车,与目前国内市场上在售的外资硬派越野车相比,在油耗上会具备很大优势。与此同时,也有利于在未来比亚迪推出的高端品牌或腾势中高端混动SUV中树立起技术领先的品牌形象、帮助其在高端市场站稳脚跟,成为中国高端硬派越野车的领军车型。

比亚迪必须攻克行星排加工制造难题,才能实现该混动系统的量产装车

不过笔者认为, 从注册专利,到完成试验验证和量产装车,其中还存在巨大的挑战。 此前中国企业之所以在AT变速箱和行星排结构的功率分流混动系统开发上滞后,主要原因是此前中国企业的制造业技术与发达国家相比差距较大。除吉利外,大多数国内企业并不掌握行星排等变速箱关键核心零部件的制造工艺和加工技术(吉利的雷神DHT混动专用变速箱,在内燃机传动部分采用3挡行星排结构,主要是由于吉利此前曾收购澳大利亚DSI变速箱公司,并曾与科力远合作开发行星排结构的CHS混动系统,因而掌握部分行星排加工制造技术),行星排材料的加工一致性较差、扭矩承载能力有限。当发动机转速和扭矩提升到一定程度,容易发生断裂,无法实现大规模量产装车(此前科力远与吉利、重庆小康工业集团达成合作后,从2018年7月-2019年6月,搭载CHS行星排功率分流HEV混动系统的车型销量还不到2位数)。而国内在这一领域的技术专业人才储备也比较少。

行星排

长安CS75四驱版

编辑搜图编辑搜图

博格华纳NexTrac限滑差速器

因此,笔者认为: 比亚迪注册的这一双行星排混动系统专利尽管在设计结构上比较先进,但要在未来真正实现大批量量产装车,必须攻克门槛很高的行星排加工制造技术。由于此前比亚迪在变速箱领域的主要技术集中在双离合变速箱领域,并未涉及AT变速箱的设计开发,很难将此前比亚迪在双离合变速箱开发上储备的相关技术直接拿来进行成果转化。要攻克技术壁垒很高的行星排制造技术,无疑存在很大困难。比亚迪需要想出一些新招,才能使这一专利从图纸落地为现实、为未来比亚迪开发的高端硬派越野车提供充分的技术保障。

来源:第一电动网

作者:NE时代

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/188035

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为新能源时代而生的汽车产业服务平台,致力于为新能源汽车企业发展提供一站式服务 旗下微信公众号:NE时代新能源、智车引擎

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