你好,欢迎来到中国节能与新能源汽车网!

中国节能与新能源汽车网 顶部banner
专题

首页 专题 第一届电动卡车开发者大会

高效、可靠的电动卡车驱动产品eDMT介绍

来源:  2020-06-09 16:17:50

    2020年度商用车领域第一会——“第一届电动卡车开发者大会暨电卡驱模eDMT全球合作伙伴大会”于66日在苏州举办。本次大会主题为“聚力创新,合众共进”,广泛邀请有关部门、行业组织领导、专家学者和产业链上下游企业负责人


王琳


    主题演讲环节,有五位嘉宾发言,下面是凯博易控车辆科技(苏州)股份有限公司首席技术官王琳的发言,他的演讲题目是《高效、可靠的电动卡车驱动产品eDMT介绍》。


尊敬的李院士,安主任,各位在场的嘉宾大家上午好,我是凯博易控的王琳,主要负责公司的产品研发,今天我演讲的题目是高效可靠的电动卡车驱动产品,eDMT产品介绍。

首先我们可以看一下,对这个商用车电动化两个细分市场目前的发展状态,右边这张图是城市客车从2012-2019年的发展状态,大家知道从2012年的11%,到2019年我们几乎实现了电动化。

左边是卡车电动化目前的状态,从这张图可以看得出来,卡车是刚刚起步,也就相当于城市客车2012年的状态。行业里面发展的趋势实际上可以借鉴的,从城市客车发展的结果来看,我们电动卡车,现在目前处于起步阶段,目前的发展方向是定的,发展的空间应该说是巨大的,我们认为卡车的电动化是一个很好的行业,我们需要坚持做下去。

这一页是这么说,卡车电动化对这个驱动系统有什么需求,我们研究是卡车的驱动系统,首先安全可靠性毋庸置疑的,所有产品都需要安全可靠,卡车尤其是重卡,对驱动系统,我总结有两个重要的指标:

第一,功率需求很大的。卡车的使用场景主要是三种状态:一种是吨位很大;二种是需要高爬坡、高车速;三种运行过程当中的路况非常复杂。

从这儿我们可以得出结论,卡车需要很大功率的驱动电机,另外变速系统是很重要的产品我们看右边,我们总结了一下目前市场上电动卡车的驱动系统一共有三个技术路线,一个电动机在常规的变速箱,这个常规的变速箱包含一些产品。

有什么问题呢,我们受当前电力、电池供应体系的这种限制,电压平台基本上是差不多是定下来的,所以实现大功率的话,电流会很大很大,把一个单个电机做到很大功率的话,无论是电流,包括动力线,各种原件上都是受限制的,实现大功率比较难。

第二,我们简单的常规用的变速箱,不可避免带来一个,在换挡的过程当中有一个动力中断,动力中断平滑的路况没有问题的,对于复杂的路况会出现换挡不可靠这种问题。对一些重卡实际上是一个致命的问题。

另外就是安全方面的问题,换挡的过程当中,加到空档,换到下一个挡位之间,短短一两秒之间,如果踩了刹车的话,这时候没有电池动能量回收的,也就是说这个起不了作用的,司机会非常不适应,制动在换挡中断的阶段是有问题的。

第二种基础路线是单动力源,实际上我总结是叫单动力源加上两个离合器和多离合器状态,他可以解决动力中断问题,两个离合器切换是非常快的。

第一个挡位在空挡,第二个挡位准备好了,离合器直接切换就可以了,这个可以解决动力中断问题,但是实现双离合或者多离合的话,如果你用干式离合器的话,受离合器的扭矩限制,而且这种在电动车上的话有一个维修保养的问题,对人力资源非常昂贵的情况下不容易让大家接受的如果采用实时离合器的话,可以实现动力不中断,而且使用非常可靠,这种情况下结构非常复杂,整个变速箱非常昂贵还有一个就是效率问题,因为使用了实时离合器,有一些持续性的保持离合器的这种功率损耗的原件。

另一种方案我们采用了多动力源,加上eDMT变速箱,实际上大家可以想,这个相对于DCT来的,一个动力源采用了一个离合器和多个离合器,我们DMT采用了多个动力源,对于常规发动机来说多动力源不可想象的,两个发动机同时驱动,但是对于电动机来说这个问题很容易解决的,采用两个电动机以后我们可以在结构上实现了动力不中断,后面我会在这个结构原理上讲的时候,给大家做个介绍对于这种大功率这部分我们采用多动力源怎么解决的呢,大家知道获得大功率的话,对电机来说两条路径或者三条路径。

第一个增大扭矩,第二种增加转输。对于电机这种产品,结构特点就保证了它增加是很容易的,所以提高功率密度是没有问题的。

我们采用了高速电机,凯博公司一直致力于走高速这种技术路线,用于实现大功率密度这种工,对于高速电机的话有限制,受一些方面的影响。功率密度可以做到很大,电机直接输出的功率实际上是受限的,不可能说是既输很高,扭矩很大,做大功率,我们用了两个电机,这样的话可以同时解决大功率和动力不中断的问题。

这就是我们这次重点推出的产品,eDMT,大伙儿可以看出来特点,后面是两个高速电机,中间是一个我们叫DMT变速箱,下面还有两个选装件,一个是PDO,还有一个是副箱,一种是适合大扭矩低速情况减速箱,还有一种副箱是两挡的,一个直接挡加减速。

这是我们eDMT产品的参数,我们可以看出来,主要有三个系列,从右往看,我们最关心是输出功率,这个功率覆盖范围可以从240千瓦一直覆盖到500千瓦基本上对我们这种产品,不管是低速高速完全适应得了,扭矩也可以5000多米,一直到2700多米。

公路卡车是高速的状态,我们主要是考察它的功率输出怎么样,矿用这些车是吨位很大,需要爬坡,这个也是需要大功率状态。

第三个工是混合工况。城市土车,城市土车在泥头泥尾的阶段需要高爬坡,高通过性,这个需要大扭矩,到高速公路运输的时候需要高车速,也就是一个混合工。也就是说适合我们采用这种状态,对城市专用车的话要求不高,我们最小驱模完全可以适应。

大家比较关心我产品的一些构型,也是我今天我讲的重点,大家看到的这张图是系统内部的构成,有两个电机组成,EM1和EM2,EM2除了驱动第二挡齿轮之外,还可以驱动油泵,我的双项油泵,可以通过EM2来驱动EM1就是第一个电机通过减速以后的话驱动我们变速箱的一挡和三挡还有一个特点就是说这个系统有两个离合器,离合器A和离合器CU,离合器A是负责1挡和3挡齿轮的,离合器CU是我们这个产品最特殊一个特点,可以结合3挡、2挡齿轮,同时两个中间轴穿到一起,实现共同驱动,这个是非常巧妙的一个结构。

下面我把各种模式切换一遍,注意一下,快速切换一遍,看看换挡过程,回来我再一页一页讲,这是我们模式一,这页是模式二,这是模式三。

我讲一下模式一,电机一通过减速以后驱动一挡齿轮,同时电机二以后我们把两个中间轴连在一起,我们CU离合器搬到左边,同时两个电机经过之后同时驱动一挡齿轮,非常的扭矩输出,这就是我们的一挡。

从模式一切换到模式二,实际上电机一驱动一挡齿轮是没有变化的,实现了换挡过程当中的动力不中断EM2电机在这个过程中是变化的,CU离合器转到右面去二挡齿轮上,两个电机,一个电机是动作一挡齿轮,第二个电机二挡齿轮联合输出。

下面是从模式二切换到模式三,电机2原来驱动的二挡齿轮不变的,也可以实现动力不中断那么从电机一这个过程当中,经过了一个降扭、调速,切换到一个三挡齿轮的状态,是一个联合驱动,中间是分开的。

下面从模式三切换到模式四,电机一维持三挡齿轮,电机二的离合器把两个中间联合到一起,可以实现电机一和电机二同时通过的这个轴和这个三挡齿轮输出,可以提供整个系统的一个最高转输,实现最高测速。

所有模式切换,从一切换到二,二切换到三,再切换到四的过程中,有一个电机持续在驱动车辆行驶,另一个电机实现调速换挡,所有的换挡过程中,都没有动力中断

这是从某一个模式到另一个模式的分析图我们可以看这张图的最下面,一个电机经过分扭达到一个目标的扭矩,另外一个电机可以降扭降到几乎是零降扭这个电机挂空挡进行调速,第一个电机和车连在一起,车是可控的也就是说,出入端和输出端有动力的,比常规的AMD调速更容易一些,可以实现完全的同步。

同步完以后挂挡,降扭这个升到一个地方,升扭这个地方降扭也达到一个目标扭矩,实现同时驱动这个系统凯博公司可以提供全套的控制燃烧和控制策略,可以实现高速发展过程当中没有冲击没有动力冲断,1-4模式实际上有个中间模式,也就是说可以实现单电机的驱动,也可以实现双电机的组合驱动换挡过程当中,我们有自己的控制算法,主动同步,实现快速换挡,而且在任何一个挡位都可以实现这个。这是我们eDMT几个技术特点,当然技术特点远远不止这些,最主要的提取出来的。

首先第一个是双电机驱动,满足电动卡车对不中断大功率的需求这句话是两个含义,一个是双电机实现了大功率,第二个是双电机实现了动力不中断这么一个过程,第二个我们采用了无保持功率损耗的离合器,纯机械式的非常可靠,在动力传动过程中没有任何功率的损耗,我们用了高可靠性的换挡机构,也就是上面这张图里面绿色显示的,实际上是一个同轴串在一起的机构,我们把这两个协同运动完全固化在硬件里面,也就是控制策略在硬件里面固化的一部分永远不会出现混乱出乱的情况,这是我们的另一个特点。

还有一个就是我们采用了主动压力润滑技术,这种技术在乘用车上用的比较多,但是在商用车上,我们也是首次采用这种主动压力润滑技术举一个例子,比如说在沙漠里的滴灌,如果我们是用浇灌的方式,我会需要用很多水,而且还有很多损耗,当你用滴灌的方式,你就可以定点、定向、定量的来对我需要润滑的点进行润滑、散热,这样的话实际上是我用了一个很小的压泵,实现了低功率损耗,相对于非线润滑、损耗,功率降低是很少,这也是我们核心技术的一部分。

另外这么复杂的机构,两个电机、两个拨叉、一个换挡股、一个电机,还有好多润滑的管路、泵的机构,完全合到一起,实际上对这个控制提出了很大的需求我们开发了双电机多模态的底层算法,实现了充电机和转完全的协同工作,只有硬件和软件完全结合到一起,完美匹配以后才能够实现整个机构按照我们的可控方式来运行。

下面说一下我们产品的应用,也就是说产品出来了以后,我们如何适用于所有的使用场景因为没有一款产品能够完全适合所有场景中的使用,因为使用的环境都不一样,我们这款产品进行了模块化和平台化的处理整个产品我给分开了,左边是双电机,我的这个电机目前已经开发了三种冲片,每种还有不同的组合,相当于三种冲片实现了多种功率组合等等。主箱体我现在有两种,一种是适合于500牛以下输入的,因为它的传送比是很大的。还有一种是适合在500牛到1000牛之间输入的主箱体,主箱体可以实现4个模式,实际上是8个位,对纯电动卡车来讲应该是足够使用了,轻载的时候可以用单电机,重载的时候可以用4个位。

副箱有两种,一种是减速副箱,还有一种是变速副箱这样的话,对于这种像矿山这种低转速、大吨位的产品使用,我就用这种减速副箱就可以了。对于大车的使用场景,我就可以用我的变速副箱,它既可以适合于起步爬大坡,也可以适合于高速行驶。对于改装车来说,需要装置,我们这个产品也给他提供了PTO选择的选项,这是我产品的组合。

通过三种电机、两个变速箱、两个主箱体、两个副箱体的组合,我的产品可以组合出很多产品,完全可以适合于从轻载到重载、公路到非公路、高速到低速所有模块的使用,所以这款产品是我们专门正向为卡车行业,包括重卡行业开发的一款产品。

我介绍的内容就到这儿,感谢各位嘉宾。

热搜词