传统动力+电驱动双线并进,低调的舍弗勒也“放大招”了

  • 发表于: 2018/11/23 17:07:50 来源:车云网

时隔四年,舍弗勒再次在中国地区展示了其最新动力总成的创新驱动技术。

11月22日,四年一度的“舍弗勒大中华区技术研讨会”在苏州举办。舍弗勒,虽没有大众、宝马、奔驰等汽车巨头家喻户晓。但在汽车零部件领域,舍弗勒堪称是巨头一般的存在,据悉,全球生产的每一台汽车几乎都会搭载舍弗勒的高精度零部件,值得注意的是,其专利数量在德国连续四年排名第二。

舍弗勒在1946年起步于一个德国小镇,以滚针轴承开始了其在汽车工业的蓬勃发展。发展至今,舍弗勒已在全球拥有72个工厂和18家研发中心,50多个国家设有170多家分支机构,员工数量达到92000名,拥有包括汽车零部件在内的产品10000多种。2017年已经累计拥有专利2400多项,连续四年排名德国第二。这也使得舍弗勒拥有11800名强大的客户基础。2006-2017年销售额年增长稳定保持在5%的强劲增长,其在2017年的销售额达到140亿欧元。

舍弗勒于1995年在中国内地投资生产。 “本土资源服务本土市场”是舍弗勒在中国立足的理念,本土生产本土开发也是目前大多数外资企业在中国市场的安身之本。目前,舍弗勒大中华区拥有员工约1.3万人,在安亭设有研发中心,在太仓、苏州、银川、南京等地设有8座工厂,在北京、上海、沈阳、广州、南京、济南、成都、武汉、太原、重庆、西安、天津、大连、杭州、长沙、哈尔滨、郑州、无锡、苏州、香港、台北、台中等全国各地设有22个销售办事处。从2016年起,舍弗勒大中华区连续3年被评为“中国杰出雇主”(China Top Employer)企业。

舍弗勒技术研讨会从1978年开始已经有十一届的举办历史了,会议的举办地、参加嘉宾和主要议题都有明显的提升。第一届技术研讨会只在德国一地举办,参加嘉宾只有40人,主要议题是展示LuK品牌在离合器产品上的技术实力,和相关客户互动沟通。发展到第十一届技术研讨会(2018)上,举办地点扩大到德国、美国、中国、日本四地,德国一地参加嘉宾便达到400多人。28场主题演讲探讨的议题更加多样化和符合时代潮流:探讨变速箱产品和技术、节能减排的全面技术解决方案、动力总成的电气化,以及未来出行方案。

回到本届在中国的技术研讨会上来,舍弗勒全面展示了其包括发动机系统、变速箱系统、底盘系统、混合动力和电驱动系统在内的覆盖整个动力总成的丰富产品组合。向行业合作伙伴们展示了其先进完整的汽车驱动解决方案。每隔四年的所有新技术新产品亮相,低调的风格也为行业树立了标杆。

“不鸣则已,一鸣惊人”,这是车云菌对本次技术研讨会的最直观感受。舍弗勒的产品组合之丰富,动力解决方案之前沿,让现场的行业合作伙伴和媒体赞叹不已。不过,让车云菌印象深刻的,还是舍弗勒对内燃机和变速箱的创新解决方案、电驱动解决方案和自动;驾驶领域的最新成果Schaeffler Mover概念车。

传统内燃机、变速箱的混动化解决方案

在本次大会期间,舍弗勒展示了针对传统内燃机、变速箱及针对这些系统混动化的一系列解决方案,比如滚动停缸技术和用于电机和变速箱的新一代超低摩擦滚动轴承以及48V轻混技术等。针对传统动力总成系统,舍弗勒开发先进的零部件和系统,通过能量回收、滑行和助力等先进的驾驶策略达到节能减排的目的。

舍弗勒预计未来采用48V系统的轻混动力车市场的增长尤其强劲。2030年,P0驱动系统年产量预计可达2000万台左右。所谓P0系统,就是电机通过皮带与内燃机曲轴相连,这种布置在附件皮带驱动系统的启动发电机可以回收在制动中损失的大部分动能。一块小巧低成本的锂电池就可以用于能量的储存。回收的能量可用于重启发动机(启停模式),还可用于车辆滑行或助力。为了保证附件皮带驱动系统在不同工作模式间动态切换时的系统性能,舍弗勒正在开发一款全新的附件皮带张紧器产品机电一体化主动式张紧器。

机电一体化主动式张紧器

未来几年,48V解决方案也将在其他构型的混合动力系统中得到越来越广泛的应用。此类应用的目的在于将电驱动装置的功率提升至20kW以上,并提高动力系统的整体效率和排放性能。在P1混合动力模块中,48V电机位于发动机曲轴上,在不受速比影响的情况下与发动机转速进行耦合。位于发动机与变速箱之间的48V P2混合动力模块可实现更高效的能量回收和节能策略。对径向安装空间较小的横置前驱车型来说,舍弗勒也开发了相应的驱动装置。该装置采用平行轴式布局方式,通过皮带或链条与变速箱输入轴相连。除了制动能量回收,该系统还可以实现低速纯电行驶,适用于交通拥堵路况或泊车。此外,舍弗勒48V混合动力模块不仅可以助力车辆加速,还可以实现滑行启停进一步节油,这意味着车辆在发动机关闭并且动力总成脱开的情况下依然可以向前行驶。系统集成的自动离合器可以帮助发动机在启动后迅速提高到相应转速,大大提高了车辆重新启动的舒适性。此外,舍弗勒P2混合动力模块还可以经济高效地实现手动变速箱混合化。

传统内燃机的效率依然有进一步提升的潜力。因此,舍弗勒开发了用于实现三缸发动机停缸的可切换滚子摇臂技术,并已在福特车型上实现量产。此外,舍弗勒还在一台测试发动机上进行了滚动停缸技术的测试。在该设计中,关闭的气缸会不停地切换:每个气缸在正常运行四个冲程之后(正常喷油点火),接下来的四个冲程不喷油不点火,下面再次正常运行四个冲程,如此循环。该样机的进气侧采用了舍弗勒UniAir全可变气门控制系统,排气侧采用了可切换气门机构,进一步减少了泵气损失。测试结果显示:基于具体的测试循环,滚动停缸技术与静态停缸技术相比可以使油耗进一步降低2%,同时不会影响发动机的排放。舍弗勒在本次研讨会上展示了这项技术。

电动凸轮调相系统

电动凸轮调相系统

如何提升变速箱系统的效率同样也是舍弗勒本届技术研讨会关注的重点。举例来说,在降低动力系统扭转振动方面,离心摆式吸振器已经被证明是一项有效的技术。不过,主动滑行逐渐成为今天车辆的一个发展趋势,在该工况下,传统的离心摆式吸振器无法发挥作用。为了让驾驶员可以接受发动机的频繁启停操作,舍弗勒开发了全新的耦合摆,减振摆块通过弹簧在圆周方向上相互支撑,避免产生冲击。此外,舍弗勒还针对变速箱应用开发了一款新型超低摩擦轴承角接触滚子轴承(ARU)。该产品在设计上类似于圆锥滚子轴承,具有较高的承载能力和使用寿命。与圆锥滚子轴承不同的是,角接触滚子轴承可以承受双向轴向载荷,因此可应用于定位及非定位轴承布局。该设计的主要特点是低摩擦,因此进一步提升了传统动力系统的效率。

除了进一步提升传统动力系统的效率,舍弗勒本次技术研讨会的议题之一就是电气化。电驱动解决方案也亮相本次会议。车云网在现场看到,舍弗勒集中展示了包括微混、轻混、插电混合和纯电动的一整套电驱动方案。

舍弗勒的电驱动解决方案

为此,舍弗勒将电驱动部分升级为电驱动事业部。可见对电驱动这一未来主要驱动系统的重视。新成立的电驱动业务部展示了针对未来电动车及混合动力车应用的创新解决方案,包括集成了三离合器的超紧凑型混合动力模块、新一代电驱动桥以及专用混动变速箱。

考虑到各国法规要求和客户偏好各不相同,舍弗勒新成立的电驱动业务部可针对各种需求提供不同的驱动解决方案。此外,为了帮助汽车制造商降低电动车及混合动力车的成本,这些解决方案的电子电气零部件都采用了相同的开发平台。该平台包括硬件部分比如电机和功率电子零部件,还包括用于控制驱动装置的关键软件模块。

舍弗勒凭借双离合器和可用于混合动力车的混合动力模块已经取得了市场成功。在这种被称为“P2架构”的混合动力方案中,电机位于发动机和变速箱中间。在目前的第二代混合动力模块中,舍弗勒已经成功将分离离合器集成到了电机中。该离合器负责切断电机与发动机的连接,从而实现纯电行驶。在本次研讨会上,舍弗勒展示了第三代混合动力模块。在新的模块中,整套双离合器被集成到电机中更准确地说,被集成到电机的转子中。为保证结合力,第三代混合动力模块采用了高性能跑车上标配的多片离合器,同时搭配了同样高度集成的执行机构来驱动三个离合器。舍弗勒打造了一款超紧凑型混合动力模块,使整个动力总成的长度非常紧凑,仅稍长于纯内燃机版的车型。

此外,随着插电式混合动力汽车市场份额的不断增加,汽车制造商开始重新审视车辆变速箱的设计。除了将电机放在变速箱的前面或后面,他们开始考虑将这两者组合成一个整体结构和功能单元。舍弗勒在本次研讨会上展示了一个具有革新意义的概念“专用混动变速箱”。这种被称为“DH-ST 6+2”的专用混动变速箱基于机械式自动变速箱(AMT)开发而成,具有两个电机挡位和6个发动机挡位。与发动机并联运行的电机被整合到变速箱结构中,具有两个速比。这种结构的优势是可以大大提高电机在包括高车速下的效率。发动机拥有两个独立的挡位。在变速箱的两个部分中间还有一组“复合”齿轮,使发动机也能够利用电机部分的齿轮,这样就额外增加了两个挡位。该概念通过两次使用同一排齿轮,仅用5组齿轮便实现了6个发动机档位。仿真结果表明,通过“DH-ST 6+2”专用混动变速箱不仅可以帮助车辆实现运动性能以及220kW的系统性能,还可以获得较低的WLTC油耗,百公里仅为4.5L。

专用混动变速箱

专用混动变速箱

早在2011年,舍弗勒就推出了一款概念车,在前后桥分别安装了一个电驱动桥,同时还在两个驱动桥上实现了扭矩矢量分配。之后,舍弗勒不仅开始批量生产电驱动桥的关键零部件,还开发了一个完整的电驱动桥家族谱系。该谱系包括平行轴式和同轴式电桥,可选择搭配的系统包括差速器、可换挡的两挡变速箱和扭矩矢量分配单元。在本次研讨会上,舍弗勒通过一款新的产品概念向客户展示,未来如何根据空间要求、驾驶性能和功能来定制化开发电驱动桥,满足电动车和混合动力车的应用需求。通过对比2011年和新一代的电驱动桥,可了解该产品在技术上取得的进步:第一代电驱动桥重达90kg,最大输出功率为60kW,而最新一代电驱动桥的最大输出功率高达145kW,重量却降低了10kg。“我们从系统的角度出发来开发电驱动桥的电气、机械和电子零部件,也只有通过这种方式,才能取得这一成果,”舍弗勒汽车主机事业部首席执行官马迪斯青克解释道。

“作为各种形式电气化解决方案的开发合作伙伴,舍弗勒提供丰富且全面的产品和技术,用于实现传统动力总成系统电气化。举例来说,针对P2混合动力解决方案,我们提供的模块可以搭配液力变矩器、无级变速器和双离合器。在这方面,舍弗勒拥有强大的优势,我们在机械领域的技术专长让我们的客户也从中受益,”青克先生补充道。“这样,我们可以根据客户不同的要求和驱动需求提供理想的解决方案。”

Schaeffler Mover很惊艳

在自动驾驶领域,舍弗勒本次带来了一款面对城市交通出行的平台化解决方案的Schaeffler Mover概念车。平台化解决方案意味着这款车的底盘可以安装不同的车身从而实现多种应用场景。比如,机器人出租车和自动驾驶物流车等。这款平台化自动驾驶概念车运用了舍弗勒的最新驱动技术,比如轮毂电机驱动和90°转向系统。

在Schaeffler Mover上,舍弗勒将驱动和底盘零部件整合成为一个紧凑的系统,称之为“舍弗勒智能转向驱动模块”。该模块安装在四个车轮内,集成了轮内电机驱动系统、包含悬架和机电转向执行单元的车轮悬架系统。车轮模块的转向系统采用了机电式线控技术。车轮悬架系统可以实现90°的转向角度,使其在狭窄道路上都有着出色的操控性,还可以停靠在狭小的空间内,便于乘客上下车。此外,车轮的转弯半径小于5米,大大提高了车辆在城市中的操控性,甚至还可以实现原地转向。

轮毂电机驱动

轮毂电机驱动

该车的显著优点是可靠、灵活、舒适。得益于采用了专门设计的动态操控系统,可以对每一个转向驱动模块进行独立控制,还可以实现驾驶动态控制(ESP)、车轮间的矢量扭矩分配以及全轮转向。车辆还可以实现侧向移动,而且不会让乘客对侧向力有任何感觉,这对习惯在车上阅读的乘客来说是一个非常好的体验。此外,该驱动系统还大大提高了车辆的机动性和可靠性。整个驱动和转向控制系统的软件及整体的安全概念均由舍弗勒开发。

对自动驾驶城市车辆来说,网联功能是实现平稳操控的前提条件。在Schaeffler Mover上,这主要通过车辆的“数字孪生体”来实现。它位于云端,是真实车辆的虚拟镜像。通过对车辆运行状态数据的持续分析可以提前确定车辆未来的维修保养需求。

车云小结:

车云菌认为,舍弗勒就像是中国的华为,华为被消费者所熟知的不是它的通信产业老大的名声,而是它面向终端用户的手机业务。产品+技术的双重保障,舍弗勒的产品有一天也会被消费者所熟知。

相关标签:
发动机
变速器
  • 车云星
  • 空间站
  • 福特星球
  • 虫洞

加料 /

人评论 | 人参与 登录
查看更多评论