2018年新能源汽车智新峰会-株洲齿轮有限公司副总工刘祥环-面向新能源智能汽车变速器解决方案

株洲齿轮有限公司副总工 刘祥环

11月15日，2018新能源新汽车智新峰会在北京召开，论坛重点围绕着打造关键零部件核心竞争力这一主题展开今天研讨。株洲齿轮有限公司副总工刘祥环作为嘉宾参会，发表“面向新能源智能汽车变速器解决方案”的主旨演讲。

感谢大家在坚持听我这个报告，我的题目是面向智能新能源汽车的变速器解决方案。报告分三个部分：

1、公司及产品介绍。

2、变速器的解决方案。

3、一体化的发展趋势以及关键技术的探讨。

这是1958年建厂，60年代的一个齿轮支持的企业。这是我们技术研发情况，拥有国家级的技术中心。我们的产品情况，第一列减速器，最高转速一万二量产，一万六已经做了样机阶段，第二列是二合一、三合一的解决方案，第三列是减速器，还有这个轮毂以及混合动力等等。

这是我们一体化集成发展的趋势，第一代到第四代，正在跟国外公司一起合作，现在还是在详细设计阶段。这里面也有混合动力以及增强式混合动力SUV、PSUV等等一些产品。这是二合一的产品，这是我们三合一的产品，包括六合一的产品。首先我们可以看一下今年九月份在德国汉诺威车展，这个展示出来这个新能源的产品，这个是财富的，这几个技术路线。发动机以及两组AMT，还有这个减速器等等。包括沃尔沃、MAGNA、奔驰等等这些都是商用车技术路线。这是我们整机，国内商用车的路线，主要还是直驱，也有这个电机+变速器的方案，都有自己的特点以及优势。

集成电桥，跟这个三合一不一样，它也有很多方案，我们将来因为这个可能还是有发展前景的一个平行的这个方案。这个方案的话，把这个原来的螺旋椎尺省掉，这个效率提升以及MV控制等等方面都是有优势的。还有一个多档的比亚迪应用。给宇通做的两款轮尺减速器。直驱，肯定是最简单的。还有这个平行很有自己的优势，还有通轴结构。还有轮边，还有轮毂的。

乘用车这一块，我们前面这几个领导已经介绍了，我们也看了一下这个国外的一体化主要的指标参数，这是博世等等。这是国内的情况，这个还是有差距，尤其是在能量密度还是有差距的。

两档越来越被看为是一个趋势，纯电动往A+以上B级车或者更大的车走的时候，可能当然满足不了要求，就会涉及到两档，这是典型的，确实唯一量产宝马i8。这个舍弗勒的两档的结构。

我们可以看到最新的宝马代P4方案，为什么是一档加空档不是两档，我们作为P4混合动力来讲。为就够了，为什么空档，因为高速行驶我们想把这个电机脱开，不脱开会超，有可能会把这个电机控制机击穿，我们这个P4一般都是低速行驶的时候或者是能量回馈的时候，就是说发电的时候都是低速，到了高速一般是后桥都是脱开的。

这是日本NTN轮毂电机方案的，是一个平行的减速结构。是通用的显示器，两个平行的这个监测器，这个是万四千四，还是一个非常高速的一个解说器，这个电机集成这个减速器另一套。为什么现在要反过来提这个，增程式不受政府补贴，2018年5月21日有一个汽车产业规定里面，明确把增程式放在新能源里面。这是日产的E-power，这个是放在我们这儿做，原来在日本的技术上做了一些并购。

乘用车一体化整总成趋势非常明显，涉及到关键技术跟大家一起探讨。因为一体化，除了这个冷却用法之外，MV还有电池、干扰等等，包括这个布置问题都是将来考虑的这个重点。NVH这是一个非常难的体委，纯电动里面因为没有发动机之后整体噪音大部分都是在我们的变速器当中、齿轮联合产生的噪音，控制噪音还是在我们这个变速器上。优化的思路是非常相似的，从总成开始到变速器，变速器主要还是结构强度包括微观参数优化这一块，做完之后肯定有了相应的测试手段，这是在天津做的这个测试，这个条件还是非常苛刻的。这个噪音跟我们的模态有关系，尤其是装了整车之后是不是会引起系统的更正，我们会做一些膜测的检测测试。

一体化结构这一块，不管是电机厂还是变速机厂都正在做一体化的解决方案，但是现在市面上看到一体化的结构是非常多的，我们也做了总结，监测器以及一体轴是不是一体的轴，都做了检测分析。这是第二种方案，把加速器独立出来了。还有一个方案，把这个控制器的克里跟（音）这个点子的颗粒集合在一起，包括这个里面的高压电缆没有了。这是第四代的产品方案，正在保密阶段，没有项目的论证。这是整个电机控制器包括这个减速器都做成了一个。

这个方案都有自己的优缺点，包括成本制造这一块会有不同的情况，每一个企业可能根据自己的特点应对不同的方案。轴这一块也是非常关键，高速化是一个趋势，这个电机我们将来到两万五以上，我们这个轴的布置形式非常关键。我们在新能源汽车里面这个轴的时效情况很多的。跟发动其这个没有冷却这个时效的情况非常多，这条方案就是油轮方案，整个发电是泡在油里面，是通过发电耦合。

大家可以看到这个轴承少了，原来是四个，现在是三个。这些方案我们都已经做过样机做了一些测试，包括这个方案专利我们已经申请下来了。

这是另外一种方式，也是省了一个轴承，这两个轴衬直接放在的这个监视器上，这个电端是没有这个轴承的。还有三轴的方案，如果是再加上这个电机轴承是最早印在这个西门子的产品上，最开始不是印的汽车领域，我们现在的这个汽车领域，左边这个是356米以上的减速器，这个型号转速是一万五的减速器，这样子的如果是高速希望这个轴承资金也小，但是这个扭距大又希望这个轴承资金大，如果同时满足这两个高速增长的问题的时候，没有轴承的解决方案，要么是一些陶瓷轴承，这个轴承成本非常高，我们用了这三个轴承方案，两个轴承承接，这个可靠性就得到了满族。右边的这个是我们跟宇通客车这个变速器也是一个高速增长的方案，这是上轴承，这两个上轴承的结构是不一样的。

这是不同结构的特点。这是总成的方案，最后汇成一个什么样的方案，这个很多需要我们的实验以及实际数据去评判。总成关键技术这一块，我们将来面临很多的关键问题，尤其是多长分析能力，有生产、流场以及动力学的一些，包括这个疲劳等等，轴成损失等等都是我们面临的许多问题。

可好性，目前还是没有一体化的测试标准。我们上个月这个还在浙江开了一个一体化的测评会我们也参加了，国内没有这样的概念，但是我们可以参考1884.81或者新能源检测器2015的这个标准测，这个标准差异非常大。

我们看到了乘用车14844的测试标，这个时间是很短的，可能分支扭距的时间大概只有80分钟，最高减速只有20秒，这个条件非常宽松。减速机102的标准，这个标准确实有一些问题。按最高转速一万二RPM，额定3500RPM，速比为9的电驱动系统计算，合计时间为437H，等效里程的话是17.68万，这个条件是非常苛刻，如果做成这样一个减速器完全是过剩的。

这是国标的这个时间，这个明显就好很多，我也算的这个里程是4.5万里。这个机械强度，这个也是非常关键的。我们做这个变速器的企业来讲，对结构这一块还是很关键，我们会有很多的计算仿真包括这个实验的方式消耗的。这是强度分析。还有特殊的应用，这是我们比较有特色的方面，我们用了一个新型的齿制，我们叫做多压力角酸的这个齿制，就是尤其实验在这个高速成在这个上面，我们做了一下计算，我们还有这个实验数据，整个成长能力能够提高20-30%，在这个同等的模式的情况下，为什么他会提高呢，实际上就是因为我们这个过程中我们有效地减少了它的无效分离，它有三个力，一个是圆周力，一个是径向力，一个轴向力。通过这个齿制可以减少这两个制革达到的承长能力。

我们在流体这一块，热管理、型号包括用了很多防治类的软件，ANSYSfluen以及STAR-CCM，不同软件也有不同特点。轴成用法的情况，我们也会做很多的实验，模拟整车的倾斜角度，去测试运法效果包括温升情况的每一个点。

这是齿轮法则软件，现在基本上被国外软件垄断了。现在国内也有这样的软件，我们也报了国家科技部的自己软件的研发，这个动画看不出来，我们也可以做，这是印尼仿真、生产仿真。这是整车的谐响应分析，这是做MH分析的时候用得上。

总成测试，用得多还是在整车便携式这个车载仪器，像典型西门子的软件是非常方便的。因为它有相应的国家标准，MVT18697，可以按照这个标准测试可以测试装在这个整车上面噪音的情况，如果是有问题的话我们可以按照之前的优化的思路来优化就行了。如果是真正要正规地实验报告的话。上MV实验台，这个实验效果还是非常高强度的。

我的汇报完毕，谢谢大家。

以上内容据峰会现场速记整理，未经嘉宾本人审阅。