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蕪湖埃科泰克動力總成有限公司是奇瑞的全資子公司，奇瑞的全部動力總成產品都由埃科泰克提供。2023年10月19日，在第十一屆汽車與環境創新論壇暨第十五屆全球汽車產業峰會，蕪湖埃科泰克動力總成有限公司副總經理周之光表示，自2021年起，中國市場PHEV銷量快速增長。而HEV在中國市場增速放緩，1-8月與去年同期基本持平，這不免有PHEV對其的沖擊。總體來看，PHEV面臨著良好的發展機遇。 同時，周之光認為，增程式和PHEV并非是對立的關系，而是PHEV的細分技術路線。根據《混合動力電動汽車類型 QC/T 837-2010》，按照動力系統結構形式，可分為串聯式混合動力電動汽車、并聯式混合動力電動汽車、混聯式混合動力電動汽車。其中，混聯式混合動力兼具串聯和并聯的所有功能模式，兼顧動力性和經濟性。  周之光 | 蕪湖埃科泰克動力總成有限公司副總經理 以下為演講內容整理： 埃科泰克是奇瑞全資子公司，奇瑞所有的發動機都由埃科泰克研發、生產制造。我們也對外銷售我們的動力總成，累計有超70萬發動機銷售到美國、日本、歐洲的著名主機廠。目前我們也承擔奇瑞戰略轉型電氣化產品開發工作以及電驅動的產品等。 混動市場分析 前幾年PHEV發展處于不溫不火的狀態，在20萬左右的數量級徘徊。2021年之后有了很大的飛躍，比亞迪開發的DMI混動為該行業作出了巨大貢獻，贏得市場認可。混動產品并非不好賣，只是以前缺乏有競爭力的產品，細分市場一旦被打開，就會發現混動并非我們所說的短期過渡。目前很多專家認為PHEV是長期重要的市場。  圖源：演講嘉賓素材 就HEV而言，中國的HEV市場90%以上是日本本田和豐田，本土占比少。從今年開始，HEV的銷量保持微增長，一定程度上受到PHEV的沖擊。許多PHEV的車價格比HEV低，這對HEV而言是一個很大的挑戰。  圖源：演講嘉賓素材 以前PHEV在限牌城市有很好的發展，而當前不止是在限牌城市，華中、華南、華北以及西南地區的PHEV銷量都很高。整個中國市場PHEV占比達10%，PHEV在各個地區的市場銷量都較為平衡。 歐洲市場PHEV的發展與中國截然相反。前幾年由于中國政策鼓勵純電動，純電動發展較好，而PHEV由于受到政策壓制，需求沒有釋放出來。而歐洲的PHEV和純電動在之前是五五開的，到了今年PHEV的銷量基本沒有增長，但電動車開車有所增長。可見政策對PHEV市場的影響是極大的。而歐洲HEV的發展在沒有政策支持的情況下，仍然發展較好，市場占有率超25%。可見HEV在沒有許多政策導向的環境下仍有強大的生命力。 由于奇瑞市場是面向全球80多個國家在銷售，因此我們是PHEV和HEV進行同步開發。 混合動力技術路線 業界常將增程與PHEV進行對比。實際上，從國家標準看，混合動力串聯、并聯、混聯三種類型。增程就是串聯把電池加大，是PHEV的細分路線，并非對立關系。 我們從動力性和經濟性維度對串聯、并聯、混聯進行了比較。串聯由于電機不能做得很大，前驅要把動力增強，靠四驅驅動2噸以上的車輛，在動力方面比較吃虧。另外，在高速發動直驅過程中，由于沒有發動機的介入，其油耗稍高。  圖源：演講嘉賓素材 就并聯的混動而言，P2是比較好的構型，歐洲幾個主機廠都在開發，以滿足歐洲200km/h以上的車速要求。如果是面向普通客戶，能夠大批量生產，技術分析認為性價比最高的方案是DHT的技術路線，奇瑞選擇的技術路線是混聯DHT。 豐田混動發展到五代的過程中，剛開始是通過行星齒輪將發動機和電機進行耦合，中間減速箱一直在進行開發升級，從以前的鏈輪到行星齒輪再到平行軸，為了滿足高性能車輛的需求還在后面加了一個四檔的AT結構。本田最經典的是i-MMD構型，是行業內最早成熟上市的一檔箱，目前已經開發了三代，最近推出的四代i-MMD加了一個擋位，以滿足高速動力不足帶來的缺陷。而日產為了提升其競爭力添加了電動后橋方案以彌補動力的不足。不同主機廠都在不斷升級混動產品。 比亞迪從2008年開始就對一檔箱進行了研發，由于當時一檔箱的技術路線并不適合市場，其后經歷了二代、三代的升級。P3構型開發后，在2021年回到DHT構型上，最終得以扭轉銷售局面。 總體而言，目前行業內一擋、二擋、三擋DHT都有主機廠在開發。由于每個主機廠的車型定位不同，考慮的因素不同，因此所選擇的技術路線有較大差異。一擋可能是性價比最高的方案，而多擋化是為了滿足更高的動力需求，或帶來更高車速的提升。 奇瑞鯤鵬超能混動C-DM 奇瑞做混動很早。2008年我們的ISG、BSG上市，2016年第一代PHEV上市，2021年第二代PHEV上市。目前我們在開發的是第三代PHEV。 奇瑞的混動是根據平臺化開發，我們根據車型大小，開發三個高效混動專用發動機，分別是1.5自熄、1.5TGDI和2.0TGDI。目前變速箱的規劃有兩種，分別是一擋箱和三擋箱。針對更大的動力需求，有電動后橋可選的配置。小電池主要滿足HEV需求，大電池滿足PHEV需求。  圖源：演講嘉賓素材 針對不同構型，我們做了許多方案，最終根據動力性、經濟性、換擋舒適型等多個維度，選擇了三擋的DHT。該構型是性價比最高的方案，發動機有三個擋位，有9種工作模式，組合擋位超11種，能夠在不同車速下有十分高效的擋位與其對應。我們在三擋上對結構進行了簡化，開發了一擋的混動箱，特點是無級變速。 針對DHT，我們設立了專門的開發平臺，可以將速比、電機功率扭矩定義出來。速比定義出來可以做齒輪設計，電機功率扭矩效率出來后做電機的電磁場仿真以及熱場的仿真，最終回歸到整箱和整車集成的仿真中。在方案設計初期就能知道方案設計效果如何，能否達到預期目標。  圖源：演講嘉賓素材 我們三檔的一個驅動電機是75千瓦，另一個是90千瓦，共計165千瓦。我們與行業最大的不同是兩個電機都能夠參與驅動，節省電機成本。在純電動模式下，雖然兩個電機都比較小，但能夠同時驅動，比150千瓦的電機動力好很多。一擋箱目前開發的是150千瓦，310Nm版本，在動力上具備優勢。 我們認為混動車出來后，不論是在怎樣的條件下，都不能有失速問題。許多海外地區的高速是不限速的，因此我們在選擇發動機時特別考慮了全球市場的需求。與競爭對手相比，我們在混動模式下的優勢更明顯，尤其是三擋箱支持最高車速超240km/h，能夠滿足歐洲不限速的需求，一擋箱最高車速在180km/h左右。 以下是兩個箱子的爆炸圖。三擋箱的齒輪比一擋箱多，還多了一些離合器，都是一些比較成熟的零部件。一擋箱里采取了許多高效的設計方案，包括高效電機、高效的液壓系統等。  圖源：演講嘉賓素材 就電機而言，其在系統中的影響很大，不僅是動力源，還會對油耗和電耗產生非常大的影響。為了平衡動力性、效率和NVH，我們用了很長的時間，進行了2000多種方案的迭代，尋找到了最佳方案。 我們與合作伙伴聯合開發了x-pin扁線電機方案。x-pin的軸線長度比Hairpin短，用銅量更少，在體積和成本上具備優勢。通過超薄的硅鋼片設計，能實現雙90的高效目標。 我們在控制器上也進行了諸多考量。目前行業內使用的大部分IGBT都是單面水冷的，我們選擇了雙面水冷的IGBT方案，溫升比一般的IGBT小，峰值功率能夠釋放更多，持續的功率能夠堅持更長時間，體積能夠做得更小。 在電機熱管理層面，考慮到電機冷卻的需求，我們將廣角設得比較大。噴淋后，電機能夠得到非常均勻的冷卻，整體電機溫差能夠控制在20度以內。 此外，奇瑞為第三代混動專門開發了高效的發動機，實測熱效率44.5%。目前發動機已經量產，整車將在今年年底上市，它的功率在115千瓦，扭矩在220Nm，壓縮比達到14.5。發動機效率的提高有許多維度，總體而言是開源節流。開源主要是提高效率，中間有許多細節的技術需要去開發，各個技術之間存在一些矛盾和沖突需要平衡，最終達到好的效果。節流則是如何把摩擦損耗降到最低。高效發動機離不開燃燒系統，我們在高滾流比、高端動能和高EGR三方面做了許多開發工作，保證系統燃燒高效。我們的摩擦水平比行業內上市的所有發動機都低，保證在節流層面能夠有很好的效果。 此外，爆震是高壓縮比后面臨的一個較大難題，我們從各個維度對這個問題進行了解決。從缸蓋的設計以及系統匹配，每個區域都會根據不同的溫度、濕度、海拔進行詳細的標定，保證每個區域都能很好的規避爆震問題。在制造方面，我們也會控制壓縮比的偏差，保證生產的一致性。  圖源：演講嘉賓素材 用戶的使用工況是我們混合動力開發重點考慮的點。奇瑞的客戶是面向海外80多個國家的，如何用正向開發的混動系統滿足不同工況的需求，是需要考慮的。我們會采集各個不同國家的路譜，進行混合動力系統的匹配輸入。 油耗方面，我們充分利用全局優化算法能夠得到最優解這一優勢，結合基于規則控制策略，將兩者結合，對有矛盾的地方進行仲裁，得出最優的控制策略，保證整個系統的效率十分高效。 下圖是我們通過優化計算后，在整車上標定的MAP，左邊是三擋，右邊是一擋的。在低速下用的純電動較多。在三擋箱尤其是在30碼以上會盡快使用發動機參與驅動，因為此時會進入發動機的高效區間，能夠將整個效率進行提升。  圖源：演講嘉賓素材 總共的擋位組合有11個，一擋箱的控制比較簡單，大部分是純電動，還有增程模式。在高速的小扭矩工況下會用發動機進行并聯驅動，這樣系統效率是最高的。一擋箱DHT和增程的另外一個區別是在高速狀態下，發動機可以參與驅動，提供更多動力，在超車加速時更具優勢。 下圖是1.5TGDI發動機和三擋混動箱在實車上標定完后測試的結果，左圖是發動機的萬有特性MAP，在低速小扭矩下大部分使用純電動模式，在中低負荷中速下用增程模式，在70碼以上進入并聯驅動，主要用三擋的擋位調節發動機的工況點，提升整個系統的效率。經過實車測試，在城市工況下發動機有90%以上都能工作在我們所定義的高效區間，在高速上基本100%都用在最高效的區間。  圖源：演講嘉賓素材 下圖是一擋箱與1.5TGDI發動機匹配的結果。左圖可以看出，其比三擋箱簡單，同樣是在低速負荷時會用到純電動模式，中高速上用到并聯的模式。  圖源：演講嘉賓素材 我們的系統效率具備極大的競爭力，尤其是在高速工況下，高速工況和我們發動機的最高效率區間是完全匹配的。在市郊、市區以及WTC工況下，同樣具備明顯的優勢。 我們搭載一擋箱的首款車是風云A8，將于今年年底上市。與競品相比，風云A8純電里程更長，滿電滿油能行駛超1400km。在WLTC工況下，油耗是4.2升。其動力在7秒多，加速體驗感極佳。 （以上內容來自蕪湖埃科泰克動力總成有限公司副總經理周之光于2023年10月19日-20日在第十一屆汽車與環境創新論壇暨第十五屆全球汽車產業峰會發表的《奇瑞鯤鵬超能混動C-DM開發》主題演講。） |
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