【汽车与环境】国家新能源汽车技术创新中心段志辉：DCT混合动力的比较优势、潜力和发展趋势

9月20日至21日，在中国人才研究会汽车人才专业委员会的指导下，由国家特聘专家汽车集团和格仕汽车主办的“2019第四届汽车与环境创新论坛”举行。本次论坛以“一个主论坛+四个平行论坛”的形式，邀请了100位行业权威嘉宾共同探讨协同创新——升级做强的发展路径，共同应对严峻的市场和产业转型挑战。以下是段志辉博士在国家新能源汽车技术创新中心的精彩演讲实录：

国家新能源汽车技术创新中心段智慧博士段智慧：今天我们将讨论DCT混合动力的比较优势、潜力和发展趋势。我们为什么要谈论这个？因为我们有一个估计，到2025年左右，中国的混合动力汽车水平将在1000万辆左右，到2030年将达到1800万辆。这里提到的混合动力包括两种类型：插电式和非插电式。为什么要谈论DCT混合动力？因为DCT混合动力是最适合中国汽车工业的技术。让我们先来看几款DCT混合动力汽车。大众XL1是插电式的，电动续航里程相对较短，从20到30公里不等；如果不充电，百公里油耗为2.1升，这是一款非常省油的汽车。在过去的10年里，也许没有一辆汽车达到过这个水平。本田飞度混合动力车于2012年和2013年左右推出，是当时世界上最省油的汽车，甚至比当时的第三代普锐斯更省油。配备7DCT，内部有一个行星卡，增加了一个齿轮。这种DCT的设计相对较短，这是一个特点。现代Ioniq一上市就成为最省油的汽车。DCT混合动力系统是燃油效率最高的系统之一。与Ioniq相比，第四代普锐斯的长度、宽度、高度和重量非常相似，均略高于1.3吨。轴距也是一样的，风阻特性也是一样的。它非常出色，发动机实现了40%的热效应。Ioniq比第四代普锐斯更好，其改进空间也比第四代普锐斯更大。DCT可以成为一种非常好的混合动力。它特别适合中国，因为DCT技术正在中国逐渐获得优势。不久前，有人预测中国今年的DCT产量将约为560万台；相对保守的说法是，在5年内，中国的DCT将达到1000万台。未来，手动变速器将基本淘汰，全部为自动变速器，DCT变速器约占一半。总体而言，中国DCT行业在过去两年中发展迅速，而且趋势正在迅速攀升。因此，在DCT的背景下，以及中国之前强大的MT生产能力，在DCT基础上开发混合动力对于成本控制和大规模推广非常有利。混合动力的比较优势：1。齿轮传动效率高。2.液压动力需求低，能耗相对较低。3.离合器数量较少，皮带排气阻力也较小。DCT是一种具有良好动力的并联驱动器。发动机和电机是并联驱动的，扭矩可以叠加。齿轮传动，能够传递大扭矩。变速箱技术非常成熟，手动操作一直是这类技术，使其更容易以更低的成本制造。另一个优点是它具有其他变速器所没有的非常特殊的功能。它是双通道传输。尤其是现在的混合动力，拥有发动机和电动机是一个双动力系统，具有双动力和双通道。此外，可以考虑拥有双自由度行星阵列，这可能会推断出更好或更神秘的东西。DCT作为混合动力相对容易使用：首先，它使用固定轴齿轮，电机通过齿轮啮合直接传动；

第二是电机连接方式非常灵活，可以从变速箱的输入端连接，也可以从变速器的输出端连接，或者从中间连接。DCT混合动力的潜力。1、 提高城市道路燃油消耗。一般来说，在城市中低速行驶时，汽车的阻力很小，但在城市中不断踩刹车启动会造成能量损失。传统动力汽车在高速公路上跑得更短，因为它们需要踩刹车来消耗燃料。如果你能踩下刹车来收集油，它每加仑会跑得更高。DCT混合动力汽车在城市道路上的油耗仍有提高的空间。2、 进一步提高公路油耗。DCT是一种分级变速器，具有相对较大的变速率，发动机会偏离最佳工作点。增加档位有利于降低油耗。据说10DCT的燃油经济性比6DCT提高了15%，9AT比6AT提高了15%。这是可以改进的。3、 很多开DCT的人可能都知道，起步时会有一些抖动，这也是可以改善的。双离合器相对昂贵，是写文章的好地方。DCT混合动力的发展趋势1。如何使DCT混合动力更便宜。典型的P2+DCT混合动力需要在电机前面添加一个离合器。现在简单的解决方案是在前面增加一个离合器，并在后面保留两个大离合器。你也可以通过将后面的两个大离合器变成小离合器，并在前面使用一个大离合器来改变它。将一个小离合器和两个大离合器添加到一个大离合器和两个子离合器可以降低成本。不仅离合器越来越大，而且它后面的控制系统也得到了支持。简化离合器，如果将电机放置在离合器后面，该系统就省去了一个离合器，从而降低了成本；这个系统的实际结构与以前基本相同，只是它的位置向后移动了一点，相当于后离合器使用的同步器。这个系统只有一个离合器，而另一个离合器实际上已经退化为同步器。从这个角度来看，成本肯定可以降低。这是通过利用具有双通道的双功率传输系统来实现的。从两台发动机的可变变速器开始，两台发动机都处于奇数档通道。换档时，电机先换档，发动机同时驱动；然后马达驱动，发动机换档。在整个换档过程中，始终有动力驱动，换档过程平稳；

离合器在换档过程中总是有动力切换的时刻，这很容易出现波动。更深入的集成引入了具有两个自由度的东西、行星阵列以及可以做的事情。电动机与行星齿轮系和辅助离合器相连，用作液压变速器，取代起动离合器。启动过程可以非常均匀，不需要消耗能量，从而降低能耗。此外，行星阵列对电机转矩有放大作用，可降低约40%，并可降低重量和成本。另一点是，电机可以在接近零速的情况下长时间运行，这通过行星齿轮为变速箱增加了一个齿轮。该系统可以在启动过程中连续换档，发动机可以保持最有利的运行条件，以降低油耗。这可以提高城市交通的燃料消耗。简而言之，混合动力配备电动机、行星齿轮和离合器的成本约为5000元，可以实现上述优势。行星齿轮和离合器可以大致安装在电机转子内部，这也有利于空间布置。这方面有很多专利。花很多钱买一台电机，再加上几百元的部件，就相当于有了一个电动离合器，一个非常好的系统。另一个特点是看一看行星阵列。一个是速度关系，另一个是扭矩关系，它们之间有一定的物理约束。在速度方面可以考虑什么？例如，如果电机在S或太阳齿轮上，它实际上可以在某些条件下以行星和齿圈的速度跳跃。如果这两个动力扭矩按照某种模式进行调整，则可以调整第三轴的扭矩。这就是下面要遇到的情况。这是丰田的专利，声称是双离合器变速器，但上面没有离合器。它从电动变速器的特性开始。换档时，可以使用电机来控制两个轴的速度调节。它是这样连接的：电机在太阳齿轮上，发动机和偶数轴在行星齿轮架上，奇数轴连接到齿圈上。现在齿轮处于奇数档，而圆形齿轮意味着齿轮处于档位。它如何完成轮班？首先，松开离合器，调整电机转速，同步数字轴，然后换到新的档位；在奇数轴上将发动机和电机的扭矩调整为零，然后拆下奇数齿轮；然后，离合器被锁定，从而使系统从奇数档切换到偶数档。从偶数档换到奇数档的过程如下：开始换到偶数档，调整扭矩平衡，松开离合器；驱动电机使奇数轴同步，然后换到新的档位；调整发动机和电机的扭矩，使偶数轴上的扭矩等于零，然后拆下偶数齿轮；锁定离合器，系统从偶数档切换到奇数档。带有双离合器的行星齿轮系可以增加许多齿轮，该系统有六对齿轮，可以实现12个齿轮。该系统有10个档位；该系统有9个档位；您还可以看到齿轮13、14、15、16和18。这些系统都增加了一个行星齿轮，并将齿轮数量增加到10个以上。我们现在设计的混合动力系统有5对齿轮，可以实现10个齿轮。简单地说，这就是齿轮对的数量。在这个轴上是发动机的数量比，在垂直轴上是它的数量比。5对齿轮有10个齿轮。燃油消耗量提高15%；因为更换了双离合器，这方面的成本可以降低2000元左右；汽车也会更便宜。轴的长度为390mm，水平方向类似于7DCT。其他的我就不多说了。谢谢大家。

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