Transmission.tech 2018:发布面向未来汽车的技术

开发满足电力驱动系统和印度尾气排放法规BS6的变速器

2018/06/11

概要

 Transmission.tech(时间:2018年4月18日,地点:新德里香格里拉酒店)是印度主要的汽车技术专业杂志《Auto Tech Review》主办的大会,还举行了变速器产品的小型展示会。本报告将根据主题演讲、演示内容,介绍为未来汽车配套的先进变速器技术、对变速器以及驱动装置设计的影响、以及各类新型变速器。

 进行主题演讲的该杂志主编Deepangshu Dev Sharma称,2019年-2020年期间,印度HV与BEV的销量将取得增长,此外,截至2017年配套率达33%的AMT到2020年将达到66%。

 本报告还将介绍麦格纳、邦奇动力 (Punch Powertrain)、Divgi TTS、Comsol、Trivim、Springer Group的展示产品。

Dual clutch transmission Presentation
Divgi TTS的双离合变速器 麦格纳斯太尔的演讲



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印度:计划达成376万辆国内销量、到2030年普及EV (2018年3月)





变速器的先进技术:FEV Europe、Ricardo、麦格纳斯太尔、AVL Europe的演讲

FEV Europe:变速器的先进技术

 以下介绍FEV Europe GmbH的Glenn Haverkort (Deputy Vice President Transmission Systems) 的演讲概要。

 预计到2035年,电动车与自动驾驶车的趋势将大大改变变速器的环境。MHEV和EV在达成减少CO2、NOx、微颗粒物等车辆尾气排放物的目标方面,承担着重要的作用。在印度,由于国家政策的推动,EV市场份额预计将达到12%~14%。ICE(内燃发动机)与电动化将促进变速器与驱动系统的更进一步发展。

 FEV公司为了满足未来汽车开发的需求,完善了变速器产品阵容,包括无级变速驱动单元、电力驱动单元用2档变速器、7-DCT 280混合动力概念变速器、低扭矩传动系统5-DCT 130、双离合变速器系列等。

 在开发这些尖端汽车变速器技术的同时,还将从车辆的层面使驱动系统的各组件实现性能的最佳发挥,直接和间接地发挥最大效率是不可或缺的。

Future transmission shares FEV electrified transmissions
不同类型变速器市场份额预测 2016-2030年 FEV公司的电动车变速器



Ricardo:顺应新能源车需求、升级变速器技术

 以下介绍Ricardo India总裁Srihari Mulgund进行的演讲概要。

 中国有望引领BEV的开发,但将重心放在MHEV上的欧洲预计到2030年,将占全球MHEV销量的32%。全球各地区电动化基础设施的普及速度各有不同,到中期,能灵活应对HEV、PHEV的架构或能满足需求。

 随着车辆架构的升级,DHT(HV专用变速器)与电力驱动单元的市场份额或将取得大幅增长。未来,传统变速器将适用于HV。各整车厂为了确保未来的竞争力,可能会向新的DHT开发项目实施投资。

 印度实施BS6尾气排放法规后,柴油车的市场份额极有可能会下降,单靠汽油车很难符合法规的要求。要达成企业平均燃效(CAFC)目标,需要借助EV或HV动力总成。截至目前,印度在符合CAFC要求方面,比欧洲晚了15年。

Transmission production volume CAFC target 2016-2050
变速器产量预测 2000-2050年 CAFC目标 2016-2050年

 

麦格纳斯太尔:应对未来模块化平台的混合动力DCT

 以下介绍麦格纳斯太尔的Manish Kulkarni(Department Head - Drivetrain Engineering)的主题演讲概要。

 对各整车厂来说的,最大的开发目标是提高乘用车燃效、削减CO2排放量。其主角是优异的燃效、以及变速器新技术,例如发挥前所未有驾驶性能的双离合变速器(DCT)。下一步的升级可以说是变速器向HV发展。满足各种车辆需求的麦格纳格特拉克的混合动力工艺基于7DCT300、6DCT200等麦格纳格特拉克动力换挡变速器的最新产品。2种变速器都采用针对小型发动机开发的湿式双离合器以及按需供电的启动功能。

 为了保证成本竞争力,传统DCT的几乎所有零部件都沿用至HV版本。e-machine与用于湿式双离合器的电动机油泵相同,采用油冷却方式。48V系统的入门级HV车型具备的纯电动行驶性能虽然有限,但麦格纳格特拉克通过为PHEV配套这一产品,使纯电动模式的时速达到130km/h以上。

Hybrid transmission family 48V hybrid MX65
HV变速器家族的7DCT300以及6DCT200 48V Hybrid MX65

 

AVL Europe:寻求高度整合、高效的E-Drive

 以下介绍AVL Europe的Henrik Dhejne(Product Line Manager - Transmissions)的主题演讲概要。

 满足BEV(电池驱动的纯电动车)增加续航里程、提高PHEV车辆功率的车辆平台要求进一步高度整合E-Drive系统。电动机面临高度小型轻量化的要求。与E-machine的类型相关的基本选择(例如,永磁同步电机或非同步电机等选择)不同,通过将E-machine的效率提升至最大限度,就会产生进一步小型化的空间。更高效的冷却性能理念将是满足追求高效、高性能的用户期待的关键。这些研究将直接面临在轴承、密封件、润滑剂、变速器的NVH等技术限制的挑战。

 我们需要从初期开发阶段就优化设计的新模拟方法以及设计标准,这将带来一系列可靠的解决方案,有望提高NVH性能。

 动力电子的整合将减少复杂布线和连接器类的数量,成为实现轻量化、小型化、牢固化的更重要因素。从热处理的角度来看,采用共通设计的冷却理念将削减整体成本。高度整合的E-axle(电动车桥)将为实现高效、小型轻量化、低成本等广泛条件作出巨大贡献。

Transmission topology selection criteria E-axle
变速器拓扑学的选择标准 E-axle





针对印度市场的变速器技术:玛鲁蒂铃木、马辛德拉、塔塔汽车的演讲

玛鲁蒂铃木:针对印度市场的变速器技术

 以下介绍玛鲁蒂铃木印度公司的Vikas Chopra(DGM - Transmission Development)的演讲概要。

 IC(内燃)发动机当前仍将继续成为印度市场私家车的主流。最大的问题是保持经济的价格、驾驶舒适性、便利性的同时,满足严格的法规要求,改善燃效。为了实现这些性能,除了轻量化、降低旋转零部件的摩擦、提升齿轮比等传统的对策以外,还需要推进MT的自动化和电动化。

 在印度,入门级两厢车的AMT技术开发取得发展,在更高级别细分市场预计将逐步采用AGS、CVT、AT等其他双踏板技术。CVT具有行驶平顺、效率高、舒适性优等优势,如果其驾驶感受能被印度市场所接受,其市场份额或将有所扩大。HV推动了双踏板变速器技术的普及,但MT仍有可能继续保持较高的市场份额。

 EV的变速器开发受到电机功率rpm与封装/布局影响。今后,EV变速器必须直面更高的齿轮比、多档变速器的灵活性、高节线速度、降低摩擦、对高rpm轴承的担忧、以及NVH等方面的挑战,才能取得突破。

 

马辛德拉:商用车变速器以及离合器设计方面的驱动特性

 以下介绍马辛德拉的Surendar Shawn Paul(Sr. General Manager, Head of Drivelines & PMO Engineering)的演讲概要。

 在设计商用车驱动系统时,为了使驾驶员能更享受驾驶的乐趣,在选择驾驶操作场景和组件时,需要加深理解。传统的设计考虑的方面包括燃效、耐久性、传动系统的耐用性、重量、成本的优化平衡。

 马辛德拉在设计商用车动力总成时,会考虑扭转振动、噪音、颤动(judder)、振动、以及这些因素对车辆品质的影响等特别需要注意的因素。马辛德拉在印度的动力总成市场,优先致力于动力总成的耐久性、离合器的优化、注油频率、齿轮噪声、NVH的改良。

 

塔塔汽车:面向未来商用车的变速器

 以下介绍塔塔汽车的Satish Puranik(Head of Transmissions)的演讲概要。

 商用车市场的预期是极具流动性的,这一特点在印度市场更为显著。法规当局以及政府机构的要求日益严格。在保持成本竞争力的同时,满足这些要求,是每家整车厂都面临的问题。

 用于ICV客车的AMT通过追加自动化套件,以较低的成本就能使MT实现自动化,对于走走停停的行驶较为便利。用于商用车的双离合变速器(DCT)可以说兼具MT的效率、以及AT对车轮不间断传递驱动力这两方面的优势。

 目前来说,一般商用车采用MT,今后,AMT、DCT、AT、以及混合动力电动化系统将分阶段导入。塔塔汽车正在开发用于卡车的离心摆式减振器(CPA: Centrifugal Pendulum type Absorber),具有减少发动机与齿轮振动、延长变速器寿命的效果。

Dual clutch transmission Centrifugal pendulum type absorber
用于商用车的DCT 离心摆式减振器 (CPA)


变速器系统解决方案:大陆、麦格纳的主题演讲、邦奇动力、Divgi TTS等的演讲

大陆:面向未来汽车的变速器先进技术

 以下介绍大陆的Prasad P Iyer(Head of Business Development - Americas, Business Unit Transmission)的主题演讲概要。

 大陆的变速器产品阵容中包括变速器控制、执行器与智能泵、传感器模块、线控换档、ePark等。用于变速器的传感器群技术整合了传感器与线束,实现高效设计与小型化封装。变速器控制单元是可在-40℃~105℃的温度范围内灵活运转的32位微控制器,该控制单元满足ASIL C的完整性要求,在配套车辆时,提供最高水准的灵活性。其智能执行器平台具备兼容广泛输出功率(50-1000kW)的电机,用于齿轮组、机油泵、水泵、真空泵等变速器相关的各类组件。

Transmission product portfolio Transmission controller flexibility
变速器产品组合 变速器控制器的灵活性

 

格特拉克福特变速器、麦格纳动力总成:麦格纳的MX65,满足未来HV动力总成需求

 以下介绍格特拉克福特变速器 (Getrag Ford Transmissions)、麦格纳动力总成 (Magna Powertrain)的Frank Casimir(Senior Director,Transmission Application Engg)的主题演讲概要。

 麦格纳以MX65为基础开发的新模块化MT推出3个版本。面向发动机扭矩在150~215Nm区间、车全重介于1600~1750kg之间的车辆,齿轮数为5个或6个。3个版本的轴间距、基本布局、制造及组装流程相同,并共享大多数零部件。

 构成件与子系统的模块性与互换性根据相应的要求与产品的特征相匹配,实现最高的成本效率。内置电动机的Hybrid MX65在削减CO2排放方面也发挥着较大的效果。还兼容现有、以及今后问世的各类驾驶员辅助功能。

 

展示产品

 目前,麦格纳在中国生产6HDT200、在印度生产6MTT215/MX65。MX65变速器在印度市场为福特车配套。

6HDT200 6MTT215/MX65
6HDT200 HV DCT 6MTT215/MX65 MT

 

邦奇动力:针对印度市场的DCT清洁技术

 以下介绍邦奇动力(比利时)的Alex Serrarens(Manager BD)的演讲概要。

 邦奇动力开发出具有1根副轴的7档DCT。由此,DCT被动力换档模块取代。以扭矩≤190Nm的车辆为对象开发,以最大限度提高齿轮比为目的,第1档齿轮比较高(1:18),在任何情况下都能发挥平顺的加速、以及爬坡时的高性能。通过采用新型行星离合器,使用4组齿轮的同时,还可实现前进7档齿轮间的无缝衔接换档。通过只使用1根侧轴,同时实现小型轻量化的产品以及大幅削减成本。邦奇动力的DT2概念产品为7档,输入扭矩为250~350Nm,面向P2 hybird的版本采用新的离合器启动原理,以及单一的换档鼓。

 

展示产品

 邦奇动力展出7档DCT变速系统。目前,邦奇动力在印度还没有生产基地,为了寻求事业机遇,已经开始接洽印度的整车厂。

7 speed DCT 7 speed DCT with only one layshaft
7档DCT 具有1根副轴的7档DCT

 

舍弗勒:商用车变速器系统的先进解决方案

 以下介绍舍弗勒印度公司的Srivatsan Kannan(DGM Product Development, Transmission Technologies)的主题演讲概要。

 对商用车变速器提出的新要求不断增加。其中课题之一是削减油耗、维护等车辆综合保有成本。车全重随着道路基础设施的改善在增加,另一方面,人们希望车辆的保修期更长。近期的尾气排放法规也出现降低噪音、向替代燃料转型的趋势,要求车辆满足更严格条件的同时,提高行驶过程中的NVH性能和舒适度。

 舍弗勒提供的产品是离合器系统以及变速器应用,支持商用车厂商改善燃效的开发趋势,包括低速旋转、缩小传动比、变速器轻量化、降低摩擦等。

 具备长寿命扭力减震器的舍弗勒离合器具有更高的滞回特性,在整个使用期间,都能保持最高水平的舒适性与牢固性。其离心摆式减振器(CPA)能缓和发动机传递的振动,提高NVH性能与耐久性,改善燃效。

 

Divgi TTS:符合BS6法规的变速器产品

 以下介绍Divgi-TTS的Hiren B Divgi (Director) 的演讲概要。

 为了符合印度的尾气排放法规Bharat Stage VI(BS6)标准而进行调整的现有变速器与发动机可能无法承受最大扭矩输入。如果增加换档次数,会增加驾驶员换档的负担,产生令人不愉快的驾驶体验。这就无法发挥变速器原本的性能。

 为了改善工艺,符合BS6的条件,需要在齿轮上使用级别较高的钢材,齿轮的等级也要从DIN 9提高至DIN 6。各整车厂为了符合车辆的标准,也许会在结合ICE技术、HV化、BEV的同时,完善产品阵容。

 双离合变速器是印度发动机尺寸目标市场中最具效率的产品,寻求与MT同样的投资和供应链。湿式双离合器在变速器的整个使用周期内都能发挥极高的可靠度与稳定性能。

 

展示产品

 Divgi TTS展示了双离合变速器、交互式扭矩耦合器、变速器零部件、发动机控制单元(ECU)。

Dual clutch transmission Interactive torque coupler
双离合变速器
展板
交互式扭矩耦合器
展板

Transmission components Transmission components Engine control unit
变速器零部件 离合器盘 大陆制造的发动机控制单元(ECU)

 

COMSOL:以Multiphysics模拟器为基础的变速器系统的分析与优化

 以下介绍COMSOL的Pawan Soami(Product Manager - Multibody Dynamics Module)的主题演讲概要。

 变速器系统是通过齿轮连接发动机与驱动轴的汽车非常重要的部分。作为齿轮基本的运行原理,对横向和轴向都产生力量,从而导致振动与噪音。变速器系统可以利用COMSOL Multiphysics这样的模拟软件建立模型。该软件可以设计啮合刚度、传动误差、齿侧间隙、摩擦力等各种网格参数。使用该模型对NVH进行解析后,可以改善设计,实现优化,从而降低整个变速器系统的振动和噪音。



变速器市场:Frost & Sullivan与米其林的主题演讲

Frost & Sullivan:动力总成的全球市场预测

 以下介绍Frost & Sullivan的Kaushik Madhavan(Director - Mobility, South Asia)的主题演讲。

 预计到2025年,全球变速器市场的广义AT占有率将达到64%,主要是中国对DCT的需求、以及印度对AMT的需求有所增加。到2025年为止,在印度销售的车辆中,每4辆就有1辆将是AT车。预计多数整车厂都将以在中型及以下细分市场发售新车型为机遇,进军印度的AMT市场。预计日产以外的日系整车厂将继续专注于CVT/AMT(或称S-AT:半自动变速器)技术。在印度,改善燃效的低成本AMT是低级别细分市场的最佳选择,而DCT、CVT以及S-AT则在高级别细分市场具有优势。

Electrification and the combustion engine Global automatic transmission outlook
各整车厂的电动化与内燃机 2017-2020年 全球市场AT比重预测 2017-2025年



米其林:变速器与汽车的五个要素一起发展

 以下介绍Michelin Technology Center的Arun Jaura的演讲概要。

 变速器可以说是促进“车辆的五要素”,也就是CO2排放量的削减、燃效的改善、尾气排放的削减、车辆保有总成本的削减、以及驾驶乐趣的领跑者。变速器在全球持续扩大的车辆领域,为了应对各种法规、不断变化的公共政策,与上述五个要素在同一轨道发展演化而来。今后,动力总成还需要解决与HV技术的一体化、配套空间的制约、轻量化等课题,将寻求这些因素之间的平衡。




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关键词
印度、变速器、双离合器、DCT、CVT、AMT、AT、MT、电动化、48V、混合动力、e-axle、Michelin、米其林、FEV Europe、Ricardo、Magna Steyr、AVL Europe、Maruti Suzuki、铃木、Mahindra、马辛德拉、Tata Motors、塔塔、Continental、大陆、Getrag、格特拉克、Ford、福特、Magna、麦格纳、Punch Powertrain、邦奇动力、Schaeffler、舍弗勒、Divgi TTS、COMSOL

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