行进·混动之路,博格华纳混动车辆技术以创新驱动未来

梦里飞花 2021-02-26 14:57:57

近日,在中国电动汽车百人会于南京举行的“全球新能源汽车供应链创新大会”上,国家新能源汽车创新工程项目专家组组长王秉刚先生提到,10年前中国确定的以“纯电驱动”为主的发展战略取得举世瞩目的成绩,10年后中国汽车实现节能减排的技术路线出现重大变化。因而新能源汽车与节能汽车应该并举发展,到2035年节能汽车与新能源汽车的比例各占一半,而混合动力作为内燃机汽车最有效的节能技术,更要积极推动。新能源汽车与传统汽车全面采用“电驱动”技术,用“全面电驱动化计划”代替“禁燃时间表”更符合国情。


行进·混动之路,博格华纳混动车辆技术以创新驱动未来


在混合动力领域,轻混、全混或插电式混合动力技术趋于成熟,这也为博格华纳驱动系统的构型开辟了全新的可能。在2020年北京国际车展上,混合动力车辆的高效解决方案是博格华纳展台的一大看点。


01、48V高效电机/发电机


与高电压混合动力汽车和纯电动车相比较,我们的电动发电一体机可大幅降低电气化成本。48V技术提供可观的高效率、能量回收形式更灵活,满足更高的驾驶特性。


行进·混动之路,博格华纳混动车辆技术以创新驱动未来


博格华纳48V高效电机/发电机采用四象限电动机驱动运行技术,运转功率可高达20kW,同时具有集成化特点的高效动力电子设备可有效提高系统效率和能量回收能力,以满足不断增加的动力需求,估计节油与CO2减排率为5-15%。


02、P2解决方案


博格华纳的同轴式P2驱动模块将电机直接置于内燃机和变速器之间,可以兼容现有的车辆平台,实现经济的动力混合。这种创新的P2解决方案能够集成多达三个离合器,其中包括一个断开离合器,它允许系统与发动机分离以实现纯电动驾驶,使得客户能够实现各自所需的燃油效率和性能目标。此外,博格华纳还可提供用于起动湿式离合器的电液压控制装置,客户可选择单个的部件或完整的系统。


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•P2高压技术:博格华纳高度集成的紧凑型P2混合驱动模块和P2液压控制模块,采用CSC驱动的高压液压驱动系统,拥有更好的燃油经济性和排放方式,能够帮助提高系统效率和性能。其可称量的模块化系统可以覆盖不同的扭矩转矩水平,兼容HV PHEV,HV HEV和48V,并且具有不同的E-Motor选项。


•博格华纳的P2驱动模块也可提供偏置式构型。这种设计将电机与主轴平行放置,并通过博格华纳某款耐用链条技术连接系统,以确保最大的扭矩传递。


•博格华纳P2驱动模块使OEM能够以同轴或偏轴式构型,将电机灵活地置于现有的架构中。它采用博格华纳屡获殊荣的S型绕组导线成型工艺来制造电机,通过其紧凑的封装获得较高功率和扭矩密度。这一创新制造工艺使博格华纳能够大规模生产更小、更强大的高压电机,并有助于推动混合动力和电动汽车市场的发展。此外,与使用皮带连接系统的其他P2偏轴式解决方案不同,博格华纳的偏轴式驱动模块通过某款高强度和高耐用的静音型链条传动技术连接P2,从而提供最佳的性能。而且,该解决方案还提供停止/启动、再生制动和补充电力推进功能,适用于48伏及高压混动系统。


03、S Winding电机技术


博格华纳开创性S型绕组导线成型技术,曾获得美国PACE大奖。这项工艺具有高功率密度和节省空间的优势,凭借极低的电线绝缘应力,适用于各类高压混合动力和电动汽车。这一创新制造工艺使博格华纳能够大规模生产更小、更强大的高压电机,并有助于推动混合动力和电动汽车市场的发展,实现更环保的交通出行。


•S型绕组定子的特点是将铜线连续绕成S形后插入定子组件中。传统的S型绕组定子的导线采用气动砧冲压工艺形成。然而,由于冲压过程中可能会对导线的绝缘带来压力,并且最终形状的不一致性可能对导线装配到定子中造成额外的应力。传统工艺在12伏应用中仍可适用,但对于高压应用而言,需要对绝缘系统产生尽可能低的应力,从而最大限度地提高电机的耐用性和可靠性。为了生产用于高压电机的S型绕组定子,博格华纳的工程师开发出一种专有的低冲击成形工艺,打造出近乎完美的锯齿形S型绕组,从而最大限度地减小电线绝缘层上的应力并消除组装过程中的额外应力。


•博格华纳的紧凑型、高功率密度解决方案尤其适用于安装空间有限的P2混合动力汽车。S型绕组定子比集成绕组定子短30%左右,而扭矩密度提高了50%以上,无疑为P2混动汽车应用树立了新的行业标杆。这一轻型高效制造工艺降低了生产复杂性和成本,而矩形导线排列也改善了槽填充密度和传热性能。分布式绕组带来了更出色的冷却效果,同时减少了转矩脉动——即随着电机轴旋转而导致的转矩输出周期性增加和减少——从而实现更平稳的运行和更低的噪声、振动与声振粗糙度(NVH),这也正是纯电动驱动系统的关键特性。由于新型导线成形工艺可适应各种尺寸的导线,因此S型绕组定子结构适用于从48V到350V的各类电机应用。


04、常啮合起动离合器


博格华纳常啮合起动电机离合器是一种集成改良起动电机的单向离合器系统,位于发动机和变速箱之间。


博格华纳常啮合起动离合器在不需要启动电机啮合装置的条件下,便可启动电机小齿轮使其永久和环论啮合。单向离合器可断开起动电机和内燃机的的连接。由于内燃机加速作用,单向离合器在600rpm起动速度后会从啮合状态转换成超越离合器状态。即使在怠速后,环轮和起动电机静止不转,也不会产生没有拖曳损失。


常啮合启动电机适用于48V P2系统的电驱动范围。由于使用48V牵引电机与起动发动机会导致电力驱动的可用功率降低,基于此,基于常啮合起动电机的起动系统能够提供如下技术优势:扩展电驱动范围降低二氧化碳排放;简化皮带驱动或者无皮带配置;怠速后永久起动电机无拖曳力矩/损失;优异的NVH;和P0皮带起动电机比较常啮合电机有更小的空间优势;集成减震器可以提供额外空间节省。


05、eTurboTM电动涡轮增压技术


近年来,面对日益严苛的油耗及排放压力,各家车企及相关零部件企业加快推进节能减排。涡轮增压技术拥有更好的油耗表现,并能够有效减少尾气排放,而电动涡轮增压作为该领域的一大新技术,博格华纳采用电气化涡轮增压技术推动创新,亦随之成为行业关注的新焦点。


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•乘用车解决方案:eTurbo™是将涡轮增压器和电机组合为一体,电机直接耦合在涡轮轴上,其可工作为发动机或发电机2种模式。集成的解决方案不仅具有传统废气涡轮增压器的优点,同时因电机的快速响应,带来了eTurbo™更好的快速响应。此外,还可以通过后处理技术和精确的空燃比控制,捕集多余的废气能量,驱动电机发电,同时降低排放。eTurbo™在瞬态增压响应方面提升200%以上,同样稳态扭矩也得到很大提升。从而可进一步促进发动机小型化:在不损失性能的前提下,还带来了更低的燃油消耗及排放,尤其适合于米勒发动机的需求。除了提升车辆性能以外,eTurbo™还可以将多余的废气能量,直接转换为电能,可用作辅助电源,或者为电池充电,从而可以减少电池的容量。eTurbo™还可以根据需求,增加发动机背压,通过与废气再循环EGR的配合,来降低排放。eTurbo™的电气功能也可以关闭,关闭后即恢复为传统的涡轮增压器运转。


•商用车解决方案:博格华纳的eTurbo™是电动增压、辅助和能量回收的一体化解决方案,能够将废气能量转换成电能。它能直接控制增压压力和空燃比,在无性能衰减的同时,显著降低转速和减小发动机排量。得益于电机的加速补充,eTurbo™可通过大流量的增压器来提升燃油效率。博格华纳的eTurbo™是一个功能强大且高效的商用车解决方案,可以为客户提供决定性的优势,包括提升动力性能、改善油耗、降低排放、以及提升系统效能。


06、48V电子风扇


行进·混动之路,博格华纳混动车辆技术以创新驱动未来


博格华纳的48V电子风扇提供强大高效的冷却性能,进行超卓的热管理。该系统的概念是基于可扩展的、集成电子元器件的无刷直流电机设计,通过优化的轻量化封装,提供快速的风扇速度响应,以此实现精确的温度控制和低噪运行。该产品系统的模块化设计允许在极其苛刻的尺寸要求和超低的系统重量下进行多种灵活的系统安排。


07、xEV推进系统链条


应用于混合动力车和纯电动车xEV推进系统链条具有以下优势:链条传动效率在多数情况下可达99%以上;经OE系统证实的NVH,可以根据应用调节链条频率;轻松延长轴心间的距离,无需复杂的齿轮传动;简化载荷后,有可能降低生产与组装成本。


行进·混动之路,博格华纳混动车辆技术以创新驱动未来


xEV推进系统链条可应用于P2、P3驱动模块中:在P2应用中,它可实现轴向空间最小化,采用集成空调压缩机,可完全省去前端的皮带传动,轻松延长轴心之间的间距(150-250mm+);在P3应用中,链条传动系统灵活布局,可方便纳入现有变速器设计,降低轴式封装影响。


08、断开式扭矩矢量产品(eTV)


凭借旗下全轮驱动(AWD)以及专业耦合技术及产品组合,博格华纳创新研发了应用于P4后桥的断开式扭矩矢量产品(eTV)。为取代电动动力传动系统上的传统差速器,该装置配有两个离合器:一个内离合器和一个外离合器,在降低动力传动系统重量和空间占用的同时,也能帮助提升车辆总体效率。博格华纳eTV是一款创新的全轮驱动解决方案,适用于混合动力车辆。


博格华纳eTV采用两摩擦组式设计,摩擦组采用液压激励,该技术已在燃油车上成熟应用。它还采用输入-输出同轴式布置与高集成度液压执行器技术,盘片分离与主动润滑应用于经济模式,适应性更强。eTV具备可选的1档或2档速比功能,用于增强全轮,1,500 Nm差速器端的启动转矩带来快速的扭矩响应。该系统内嵌动力电子设备,集成式电机提供了较大转速范围内的全功率覆盖,且通过专业的全驱设定,改进了电机管理系统,有助于减少汽车能耗。


传统动力技术向新能源逐步过渡是一个大趋势,在这个过渡的过程中,混合动力可以为新能源技术的发展提供良好的过渡。作为新能源汽车产业的重要组成部分,混合动力汽车技术不断成熟、行业竞争力不断增强。博格华纳凭借丰富、创新的技术与“机电”产品组合可为所有混动构型提供全方位的技术支持与服务,助力中国车企满足国家政策需求的同时,也可满足消费者对驾驶性能的双重需求,为中国实现汽车产业强国提供有力的支撑。

来源:EV世纪

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