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汽车“三大博鱼app官网下载件”之变速箱 现阶段遇困局接下来将成技术分水岭

作者:小编2024-07-07 18:06:25

  全球禁售燃油车时间表临近,推动着核心技术的迭代,诺基亚的例子同样适用于汽车,无法适应时代大背景的企业终将被淘汰……

  曾经人们买车最为关注的“三大件”中,单内燃机退出历史舞台将是一个不可逆的大趋势,甚至现阶段就已迫在眉睫(下文详解)。能源转型大背景与大趋势之下,“触电”势在必行,而与发动机“同进退”的变速箱,也将成为车企技术水平的分水岭。

  对于普通消费者来说,现在就提禁售燃油车确实尚早,但对于整个汽车行业来说,已是迫在眉睫:今年欧洲开始执行的碳排放标准(欧6排放标准的补充),汽车的平均二氧化碳排放量要从120g/km下降到95g/km,超标每克将罚款95欧元。

  据海外市场咨询公司预测,欧洲所有车企在今年都无法达到“法规要求的95”,要面临“95的罚款”。罚款总量将达到145亿欧元,这其中大众承担的最多,预计在45亿欧元左右。

  并且法规的标准还将逐年收紧,2030年碳排放降低的幅度不能少于37.5%,即59g/km左右。罚款金额是否增加尚不确定,但挪威现阶段燃油车25%的重税(增值税)、减排方面巨大的成功,已然为全球降低碳排放“最前线”的欧洲市场定下了基调。

  碳排放量的目标让单内燃机的动力核心终将成为历史,油电混动这个“触电”的方案更符合实际,毕竟整个汽车行业深耕发动机技术已经一个多世纪了。

  从商业化的角度来看,要比重新打鼓另开张的纯电动更容易转型,以渡过排放法规收紧之前的第一道难关。

  从技术角度来看,减少缸体数量、提升热效率等等继续压榨发动机的手段,都不如混动系统来得直接。

  如此一来,怎样做好油电混动成为了车企的核心课题,问题关键也自然而然的直指衔接油与电的变速箱。

  提到油电混动的变速箱,就绕不开曾“独领风骚”了20年的丰田E-CVT变速箱(HTS系统):单行星齿轮组从1997年开始长达20年的专利,把很多车企当在了门外,这也是混动只分为丰田和其它两种的说法,最靠谱的证据。逼得通用“绕了一大圈”才推出了双行星齿轮组结构的变速箱,用在雪佛兰沃蓝达(增程技术路线)、迈锐宝混动(HEV)等车型上。

  而现如今的碳排放量要求,需要提升“电”在动力系统中权重来分担发动机的工作。这个目标最直观改变需要大功率电动机、高电压平台的锂电池架构,对于丰田HTS系统、本田i-MMD系统,乃至更多HEV系统的专用变速箱来说,都属于“超纲”的范畴。

  最终的结果是,丰田THS系统从HEV车型镍氢电池(平台电压240V左右),到雷凌与卡罗拉插电混动(双擎E+)换装了工作电压和能量密度更高的锂电池,E-CVT变速箱的平顺性优势依旧,但承载扭矩较小的先天不足反而被放大了,限制了电动机凭借提升功率提升效率、分担发动机动力输出的效果。最重要的是,精密的结构导致成本并没有降低。

  成本方面的因素,也带来了与国内车企合作受阻的连锁反应。丰田的御用同时也是旗下全球变速箱供应商巨头的爱信,2018年与广汽、吉利两大集团的达成的合资项目,并未如期而至,广汽方面本将于今年落成的变速箱合资工厂,尚给出了延期至明年的消息,而吉利去年重启AT变速箱研发的消息,则被认为是一个合作搁浅的信号。曾经爱信给国内车企供货变速箱产品单价9000元,利润率高达20%的盛景也将一去不复返。

  另外,长安汽车推出热效率高达40%的蓝鲸系列发动机,但由于一直合作的爱信没有好的插电混动变速箱,从而至今并未推出相关产品。让变速箱这个核心部件,成为了接下来蓝鲸NE平台多款“触电”衍生车型“最短的那块木板”。

  环视整个行业,爱信与国内车企合作的主要产品前驱平台的横置6AT,在通用前驱8AT、本田前驱10AT已量产装车,以挡位数量论英雄的今天,没有了毫无任何技术前瞻性的优势。横置8AT包括爱信乃至ZF的产品,也都没有太多转型插电混动的空间。

  提到ZF,其匹配单内燃机的8AT产品,无论是匹配前驱还是后驱的表现均可圈可点,但在转型应对混动系统方面就有些捉襟见肘了。如我们此前测试过的保时捷卡宴E-Hybrid、奔驰S500 eL等,传动系统方案全都来自ZF:电动机直接“入驻”变速箱、取代液力机构(P2位置),来协调油电之间的关系,只在原有燃油车变速箱的基础上,做出这一处改变。

  一开始就没有考虑到插电混动的变速箱,导致整车平台也没给变速箱留出太多的余量,于是电动机集成到变速箱内部(P2位置),成了一个“不得已”的过渡。这种“不得已”,主要体现在三个方面。

  第一,P2集成电机最直观的劣势,即技术层面存在着电动机驱动与能量回收无法兼顾、“一条腿走路”的先天不足。

  第二,在需求动力性能和混动模式情况下的燃油经济性表现,也跟“触电”的关系不大,主要还是看发动机的水平。

  第三,从燃油车变速箱衍生而来,相当于从只需对发动机负责,变成了要一起干两项工作,动力输出的平顺性势必会受到影响,感觉有点像“二胎生活”的起始阶段。

  如此表现,自然是无法适应欧洲新法规(欧6标准补充)的碳排放标准。当然了,ZF以及爱信等变速箱供应商也在积极求变,而面对排放罚款时间方面的压力,一些车企已等不及供应商从研发到匹配的一步一步走了,开启了自研之路。这其中的典型,近的是现代起亚集团,稍远的是BMW。

  现代起亚集团的插电混动车型变速箱,采用了双离合(DCT)技术路线插电混动等车型上。双离合变速箱成本方面的先天优势,配合45kW电机的高动力辅助和回收表现,去年凭借40L油箱容积就从上海开到了北京,完成了全程1260km左右的挑战。

  BMW下一代(第五代)电力传动系统和电池技术已经处于研发阶段,新一轮产品将围绕模块化、轻量化、高效动力电池以及智能能量管理系统打造,预计将于2021年投入到量产车型中。

  从已知的信息来看,新产品最大的亮点是,将驱动电机、电控模块、再加上插电混动的变速箱集成在一起,这种从研发就开始有意整合驱动和控制单元的做法,在整体性和效率上具备明显优势,要优于现阶段类似ZF提供给奔驰、保时捷等插电混动车型,电机代替变速箱液力机构的方案。

  如上文所言,增加“电”权重的插电混动车型,突破现有的困局尚有迹可循,只是时间的问题,那么变速箱对于纯电动车而言,未来将会如何发展呢?这将是另一个困局。

  看到这,想来很多人会说纯电动车不需要变速箱,有单一挡位的主减速器即可,现阶段绝大部分车型确实如此。但保时捷Taycan带着后桥的两挡变速器来了,与传统变速箱一样可变减速比的特性,令其既有高功率电动机爆炸的性能,又降低了高速行驶电动车能耗高普遍难题,甚至在巡航等稳态行驶状态下切断后桥动力输出,变成跟常见的电动车一样单电机前轮驱动。

  而已有研究证明,电动机在车辆中最佳的布局位置是轮毂,即常说的轮上电机,四个车轮分别提供动力带来真正意义上的四驱,在减少动力传输损失的同时,效率能够提升20%以上。

  如此相比现有前后桥电机的技术颠覆,变速箱如何布置、能否发挥应有的效果等等疑问,均未有定论,这个人们买车十分看重、技术路线各有千秋的核心部件,未来将何去何从,是否也会伴随内燃机一起成为历史?则成为了变速箱面对的最大困局。

  全球交通运输行业的能源转型,推动着汽车的又一次革命,毕竟人们日常生活可以没有汽油,但不能没有电。汽车“新四化”中电动化是基础、也是最为迫切的,内燃机终将成为历史,而其黄金搭档变速箱也面临着困局。

  国务院发展研究中心产业经济研究部部长赵昌文此前演讲中提到:历史上三次工业革命汽车都是主角,如今当然还是。

  而接下来的汽车技术会有哪些改变,我们将持续与各位网友分享,敬请锁定搜狐汽车·黑客。

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