北京航空航天大学徐向阳教授谈“节能与新能源汽车传动技术”
2017年6月22日,汽车安全与节能国家重点实验室第196期学术沙龙在清华大学汽车研究所301成功举办,此次请到的演讲嘉宾是北京航空航天大学徐向阳教授,演讲题目为:“节能与新能源汽车传动技术”。
徐向阳教授主要从:汽车电动化与汽车传动技术、传统内燃机传动技术、纯电传动技术(EV)、混合动力传动技术(HEV/PHEV)、HEV/PHEV/EV传动综合解决方案五个方面来介绍目前国内外传动系统研究领域内的热点问题和技术特征。演讲一开始,他即指出,电动化是国内外汽车行业的大趋势,但未来30年左右不同类型的车用动力源还将会协同发展,因此,在可预见的未来,传动系统的设计还需要配合不同的动力类型特征,力争做到一般化和平台化。第二部分:传动内燃机传动技术中,徐向阳老师首先指出,目前国内传动系统的机械零部件较为简单,难点(也是国内的薄弱环节)是液压与控制技术,当前在中国所有不同类型的传动系统(主要是变速器)的产业化基础均是一样的。此外,未来AT/AMT/CVT/DCT也将会协同发展。针对自动变速器产业,徐向阳老师也进行了深入的市场分析,点明当下国内市场具有:市场需求大(到2020年仍然会是卖方市场)、市场占有率高、市场增长率高的三大特点。而在这一领域里,外企均采用独资方式,技术垄断倾向强烈。在做完市场分析之后,徐向阳老师指出,在传统内燃机汽车的变速器设计中,传动效率是核心。研究者们更为关注的是某种循环工况下的整体效率,因为不同变速器的效率覆盖范围略有重叠,因此在选择变速器时需要考虑其使用工况以做出合理判断。此外,由于6AT-9AT的大部分专利方案都已经被国外封锁,我们国家的出路主要集中在高档位和前置前驱两方面。目前国内外使用较多的是行星齿轮传动系统和定轴齿轮传动系统,而这两个领域内的大部分技术也已被垄断。为打破其技术垄断,徐向阳老师及其团队别出心裁,将以上两种方案进行整合,开发出一种4自由度的复合传动方式,它具有宽传动比范围、速比调节方便、易实现跳挡、结构紧凑等优势,具备广阔的应用前景。在第二部分的最后,徐向阳老师总结道:目前传统内燃机汽车传动技术的发展趋势为持续优化,并向着多挡化、宽速比、混动化发展。在第三部分:纯电传动技术的介绍中,徐向阳老师通过市场调查分析发现目前主流的电动汽车传动系统以单级减速器为主,但未来的发展趋势一定是多挡位变速器的推广和应用。接着,徐向阳老师分别以2DET和轮毂电机为例,讲解了集中式驱动和分布式驱动系统的优缺点,总结了目前纯电传动技术的发展特征。徐向阳老师指出,在很长一段时间内,乘用车EV将使用电机和单级减速器(或N挡自动变速器)结合的传动方式。第四部分是混合动力传动技术,在这部分中,徐向阳老师介绍了混动的基本构型和目前的传动技术方案,他指出:目前启停是混动传动技术的标配,并且P2/DHT是主流。最后,徐老师提出了一套满足HEV/PHEV/EV的综合传动系统解决方案——BHS,并对比了丰田THS、科力远CHS、联成ePVT、通用Voltec、本田i-MMD等方案,指出了这一综合方案的优缺点。演讲的最后,徐向阳老师指出,以低碳、环保、高效为主旨的法规和以低成本、舒适的驾乘感为主要着眼点的消费者是目前推动节能与新能源汽车传动技术发展的主要驱动力,在未来,国产变速器领域将会加大创新投入,研究者们将会把更多的技术国产化,推动国家汽车行业的发展。
徐向阳老师现任北京航空航天大学交通科学与工程学院教授、博士生导师,国家乘用车自动变速器工程技术研究中心常务副主任,新能源汽车高效动力传动与系统控制北京市重点实验室主任、中德新能源汽车传动技术北京市国际科技合作基地主任。中国汽车工程学会理事,中国汽车工程学会齿轮技术分会常务副秘书长,CTI汽车变速器、混合动力和电驱动国际创新会议专家咨询委员会唯一中国籍委员、坦克传动国防科技重点实验室专家委员会委员。徐向阳教授长期从事汽车自动变速器理论和技术研究,主持研发了世界首款前置前驱8挡自动变速器(8AT)及其系列产品,8AT产销已超13万台,8AT及其整车产值超150亿元,2016年获国家科技进步一等奖(第1完成人),是迄今为止汽车零部件唯一的国家科技进步一等奖。
本次学术沙龙活动由汽车系张扬军老师主持,吸引了近120名左右的师生前来参加。在座的老师及同学们对徐向阳老师的报告非常感兴趣,在互动环节提出了若干问题与徐向阳老师交流,包括混合动力传动系统中模式切换如何降低噪声、目前相关产品的总体产能、电机冷却方案以及轮边电机的优缺点等。徐向阳老师对这些问题一一做了解答,并给出了详细补充说明。在讲座的最后,张俊智老师还对徐向阳老师本人进行了补充介绍,突出了他对国产传动系统领域所做的贡献。