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邢小璞:下一代电动出行,双碳目标下的绿色动力系统

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方艳平:节能与新能源汽车趋势下传动部件的机会与发展

2021年10月15日-16日,由中国汽车工业协会、重庆两江新区管理委员会联合主办的“2021中国汽车供应链大会”在重庆举办,长安汽车、地平线作为官方合作伙伴全力支持本次大会。本届供应链大会主题为“补短铸长、融合创新——构建中国汽车供应链新生态”,共同探讨产业政策,交流分享技术,研判产业趋势,展示创新成果,旨在促进产业国内国际互动,凝聚产业链条上下齐心,共谋产业协同发展之路。其中,在10月15日下午举办的“‘双碳’目标下绿色汽车供应链新生态”主题论坛上,采埃孚电驱传动技术事业部市场和产品战略高级经理邢小璞发表精彩演讲。

以下内容为现场演讲实录:

感谢何秘书长的介绍,各位行业同仁大家下午好!我分享的题目是下一代电动出行,双碳目标下的绿色动力系统,核心是在于绿色动力系统,今天论坛的主题是绿色供应链,都是为了整个绿色出行核心的命题。对于绿色出行采埃孚有着自己的思考,在刚刚结束的慕尼黑车展上面采埃孚推出了下一代出行就是现在的口号。有三个重要支柱,可持续发展、电气化以及自动驾驶。在我们看来涉及到绿色出行,和这三个是息息相关的,汽车按照新四化发展到现在,已经不仅仅是单纯的靠一个或者几个零部件就能实现整个减碳的目标,而需要从整个系统层面来做系统级的优化,打个比方对现在的来说的话,采埃孚在今年基于一台电驱车的车型打造了样车,从观察、思考、行动三个维度来整体的优化整个电车的电耗,具体的在后面有阐述。通过车里的雷达摄像头感知地面的数据,同时结合高精度的地图,结合中央处理单元来给出当下路况下最优的行驶策略,进而传到执行机构,通过自动控制,最终通过动力系统的扭矩和转速指令的发出,从而实现整个电车之前量产版本有了13%的电耗节省。我今天核心的重点是在于动力系统这边,从绿色动力系统这方面来给大家分享一下采埃孚是如何看待并且想打造这一套绿色动力系统的。

当下的绿色系统分成纯电动力系统和插电混动动力系统,在我们看来低碳高效是绿色动力系统核心的命题,如何来实现低碳和高效,主要是通过两方面,一方面是是通过传统机械层面的优化,另一方面是在电上面做深入的,从电方面进行优化。先从混合动力系统,采埃孚给大家印象比较深的变速箱,八档变速箱,从2009年推出到市场到现在已经有了十几年的时间,别看档位一直是八档,但其实已经经历了好几代的变化,从09年的第一代,包括现在在市面上跑的第三代,以及明年推出的第四代变速箱,每一代变速箱的变化不仅仅是里面的机械机构上面的调整,同时在电气化上面也做了自己深度的思考,从第一代开始,当时已经可以支持初步的混动的功能,到了现在的第三代目前国内在跑的宝马X5混动都是用的第三代插电式混合变速箱,第四代更是继承了所有的功能,从第二代到第三代单纯的通过机械系统优化就可以实现四克每公里碳排放的节省,当中比较值得一提的是第四代插电式混合动力变速箱明年会和大家见面,在第四代插电式混合变速箱里面把整个从机械和电上面打造绿色动能系统的主旨运用到了极致,机械层面把整个电机、电转子包括整个电控和整个变速箱本体结合在一起,这样可以省点之前又长又重的线,也可以使整个系统共用一套冷却系统,同时极大的提高整个变速箱从电方面的功率密度,这样整个第四代变速箱比起第三代整个体积和重量从电方面来说减少了50%,冷却系统也减少了40%,说到底最终都会有利于整车的减重,有利于整车碳排放的节省。

我们在电机里面,从现在第三代只有90千瓦的电机升级到了160—200千瓦的电机,对型来说基本上这样一套电的功率是可以满足整个日常通勤的,采埃孚也做了试验,我们也搭了一个样车,其实是加大电池的插电式混合动力车,100公里以上,运用于日常的通勤,在城市当中对于零排放区域的话也是满足这一块的法规要求,因为是插电式混合系统也不会再有里程焦虑,也会满足家庭日常所有的需求。纯电上面也是可以减少碳排放的,混动是直接作用于发电机,电可能抽象一点,对于纯电来说,低碳高效集中点在于电耗节省上。今年我们做过这样一个样车,拿市面上已经量产的电四驱的主流车型拿来做了一系列的改装,比如把800V碳化硅引入进去,增大制动回收的规律,单纯的循环工况下可以实现8%的电耗的节省,在日常工况当中,电耗的降低是一个系统性的工程,可以根据高精度地图,可以根据整个路况的实时反馈,在日常应用当中又可以继续往下降5%左右,这样来看的话整体从系统上来说就可以实现13%的电耗节省。

说回到绿色动力系统,其实主要是通过前面两个来实现的,是通过机械和通过电来实现电耗的节省。如何通过机械来做呢?比如我们是在电四驱里面引入了一套脱开系统,电四驱当中有这样一种工况,在日常行驶当中一些特殊的工况有一种驱动是处于被动拖曳的工况下,不管是循环还是日常循环当中都会不可避免的产生拖曳损失,和机械方面的摩擦损失。在反电动势额外的命题,机械的拖曳损耗都是存在的,通过脱开系统可以使得整个车在循环工况下实现2%甚至3.5%电耗的节省,这还是非常可观的,对同步电机和异步电机都适用,并且是源于在变速箱上面的积累,现在的变速箱当中采用了离合器,在整个离合器控制下面可以达到让整个驾驶员完全感受不出来的结合和脱开的过程。这是从传统机械层面降低电耗。

从电的层面采用了目前市面上的碳化硅技术,800V源头其实是为了满足快充的需求,采埃孚推出800V的3合一的电驱动总成,最大限度的优化整个整合箱的校核损失,都是从采埃孚这边提供供货的,整个这套系统甚至到零部件会在明年从中国这边率先实现量产。

在今年慕尼黑车展上大家不约而同提到模块化概念,电驱动再往下发展如何与其他区分开是很重要的命题,采埃孚给出了答案,通过模块化,一方面来减少摩擦损耗,同时提升性能,减少开关损耗,模块化意味着所适用范围很广,从75公里搭配400V,至400公里搭配800V都是可以适用的。

总结:采埃孚是在混动和纯电上面分别布局了下一代绿色动力系统,混合动力研发是从1989年开始,一直到2008年首款混合动力模块实现了量产,到现在为止已经有了十几年的量产经验,在今年有着100万套产品的量产经验,明年推出第四代混合动力变速箱。纯电是2018年开始起步,接下来每年会推出自己的一款全新的电桥,来诠释低碳高效。

所做的一切都是为了最终服务双碳的目标,采埃孚自己提出2040年要达到碳中和,为此给自己定下一个短期的,十年以后到2030年在范围一和范围二上面相比2019年要下降80%的碳排放量,一个比较重的难点,在范围三产品使用过程和上游供应商这个上面,从明年开始会对于每个生产的产品进行生命周期碳排放的计算,同时对所有上游的供应商会把脱碳兑换纳入到整个采购流程当中,以我们作为一个中间的纽带来推动整个行业在达到双碳目标上越快越好。

今天我的分享就到这里,谢谢大家!

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