通用智能電驅(qū)系統(tǒng)

衛(wèi)東

在2016年的亞洲CES電子消費展上，通用展臺上的一輛雙?；靹友┓鹛m邁銳寶XL吸引了廣大參觀者的目光。它是一輛全新的混合動力車型，而且在這輛車的旁邊還擺著這款車的核心動力系統(tǒng)——1.8L SIDI缸內(nèi)直噴發(fā)動機與EVT電控智能無級變速器相組合的動力單元，數(shù)據(jù)顯示它的百公里綜合油耗低至4.3L。在這款完全剖開的動力系統(tǒng)上人們可以仔細研這款究頂置式燃油直噴發(fā)動機，而它更引人注目的是帶有電機的變速器——通用專利EVT電控智能無級變速箱，和豐田普銳斯的變速器有些相近。它正是通用汽車邁向未來的基石，通用汽車全新一代混合動力系統(tǒng)。

在2016年4月18日，別克品牌正式公布了面向未來的“別克藍”新能源戰(zhàn)略以及“別克藍”車標，并在8月29日和11月18日先后發(fā)布了全新一代君越30H全混動以及Velite新能源概念車，加速推進別克新能源戰(zhàn)略的實施。作為“別克藍”新能源戰(zhàn)略的核心理念，EVness電氣化駕乘體驗展示了別克對于未來新能源汽車的訴求，即以智能電氣化、高效、節(jié)能、環(huán)保為車型的開發(fā)核心理念，綜合兼顧節(jié)油環(huán)保、駕控樂趣及安全舒適，實現(xiàn)全面超越傳統(tǒng)車型的產(chǎn)品表現(xiàn)。而將這些美好愿景變?yōu)楝F(xiàn)實的核心科技之一，便是來自通用汽車的最新一代“智能電驅(qū)系統(tǒng)”。

作為“別克藍”新能源戰(zhàn)略的核心科技之一，智能電驅(qū)系統(tǒng)擔負新能源車輛的動力分配工作，通過通用專利雙排行星齒輪組、兩組高性能交流永磁同步電機、新一代集成式TPIM電控模塊等核心部件，將發(fā)動機與電能有機地結(jié)合在一起，根據(jù)行駛工況來分配不同的動力輸出模式，確保車輛時刻處于最高效的狀態(tài)，最大化減少能量消耗。同時，通用專利雙排行星齒輪組能夠?qū)崿F(xiàn)平順的動力輸出，以類似無級變速的加速表現(xiàn)大幅提升駕控的樂趣與舒適。這與豐田的E-CVT變速器有著相似的原理。

通用專利雙排行星齒輪組與高性能電機的有機結(jié)合。對于混合動力汽車來講，無論是HEV全混動、EREV插電式增程混動還是PHEV插電式混動，都擁有兩個動力源：汽油發(fā)動機和電動機，而這兩股動力如何能擰成一股繩實現(xiàn)高能、高效，是一個汽車品牌新能源科技能力的最直接展現(xiàn)?！皠e克藍”智能電驅(qū)系統(tǒng)擁有通用專利的雙排行星齒輪組結(jié)構(gòu)，之間布置了兩組高性能交流永磁同步電機，賦予HEV全混動車純電驅(qū)動、純發(fā)動機驅(qū)動以及油電混合驅(qū)動等多種驅(qū)動模式，有效克服了單模驅(qū)動單元選擇靈活度低、傳動效率差的限制，在變速器內(nèi)以兩個連續(xù)可變速比和一個固定速比的輸出組合，在全車速范圍內(nèi)優(yōu)化發(fā)動機動力源與電機動力源，實現(xiàn)駕馭激情與燃油經(jīng)濟性的完美組合。

作為“別克藍”智能電驅(qū)系統(tǒng)的核心部件，經(jīng)歷四代進化的通用汽車全新12極高性能電機在材質(zhì)與結(jié)構(gòu)方面做了深度優(yōu)化。采用條形繞組構(gòu)造（Bar Winding Configuration）是使用長方形的繞線結(jié)構(gòu)來取代傳統(tǒng)的圓形繞線結(jié)構(gòu)，使得其直流阻抗減低以及具有更好的散熱特性，以便與其它部件進行深度集成。它還擁有業(yè)界最優(yōu)的能量密度以及扭矩承載能力，在提高電機效率的同時噪聲也大幅降低。另外，內(nèi)置式釹鐵硼永磁材料確保了電機運行的高效，在高扭矩下仍然能夠保持平順的動力輸出。

混合動力系統(tǒng)實現(xiàn)了高度集成下的“小身材、模塊化”。作為HEV全混動車的核心部件，“別克藍”智能電驅(qū)系統(tǒng)在類似傳統(tǒng)變速器的體積內(nèi)實現(xiàn)了高度集成，同軸設(shè)計雙電機與雙排行星齒輪巧妙組合布置，在性能、散熱和封裝方面均達到世界最高水準，整套驅(qū)動單元及控制器重量僅為125kg，可以和傳統(tǒng)變速箱實現(xiàn)模塊化替換，實現(xiàn)多平臺車型（HEV全混動、EREV插電式增程混動、PHEV插電式混動）的靈活應(yīng)用。

以往需要獨立安置的TPIM電控模塊此次也集成在箱體中，它由三個獨立的逆變模塊（逆變器-A、逆變器-B、電子泵逆變器）、變速器控制器、混合動力系統(tǒng)控制器等組成，其中三組逆變器負責控制電機，變速器控制器負責換擋及扭矩請求，混合動力控制器負責扭矩分配和能量管理。值得一提的是，隨著TPIM電控模塊的集成，電池直流電（Direct Current）轉(zhuǎn)換為電機使用交流電（Alternate Current）的工作得以在箱體內(nèi)完成，直接避免在發(fā)動機艙內(nèi)布置高壓電線，大幅度提高動力系統(tǒng)的耐久性能和安全性能。

高度的集成化不僅是設(shè)計層面的突破，也是對耐久性能的考研?！皠e克藍”智能電驅(qū)系統(tǒng)嚴格遵守通用全球標準，從零部件、子系統(tǒng)、整車層層考察，確保系統(tǒng)的耐用與可靠。同時，在“別克藍”新能源戰(zhàn)略規(guī)劃之下，別克新能源車型將擁有高于國家標準的質(zhì)保承諾，讓消費者安心享受新能源汽車帶來的綠色與便利。

“雙模”+固定速比的智能控制將時時效率最大化?！皠e克藍”智能電驅(qū)系統(tǒng)內(nèi)部擁有兩組離合器，通過不同的組合工作狀態(tài)，可以實現(xiàn)兩種主要的工作模式和一個固定速比，實現(xiàn)對全車速下的日常各種使用場景下的最高效率。

低速行駛工況下，智能電驅(qū)系統(tǒng)通過結(jié)合離合器1、斷開離合器2的操作，實現(xiàn)以較大的速比推動車輛，來減小對電機轉(zhuǎn)矩的要求；進入高速工況時，系統(tǒng)則通過斷開離合器1并結(jié)合離合器2切入較小速比的狀態(tài)，避免電機在過高的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。在“高速”和“低速”兩個模式之間，還有一個固定速比，即發(fā)動機以1.54的速比（不包括主減速比）直接驅(qū)動汽車，此時車輛同樣處于高效節(jié)能的工作狀態(tài)。正是軟件與硬件的緊密配合，讓智能電驅(qū)系統(tǒng)能夠最大化發(fā)揮效能，并帶來兼顧節(jié)油環(huán)保、駕控樂趣及安全舒適的EVness電氣化的駕乘體驗。

別克全新一代君越HEV全混動工作模式包括：電機與發(fā)動機混合驅(qū)動、電力單獨驅(qū)動、發(fā)動機單獨驅(qū)動。智能停機：當發(fā)動機不需要驅(qū)動整車行駛時，自動切斷燃油/停止發(fā)動機轉(zhuǎn)動。例如，當車輛靜止發(fā)動，或車輛減速時。純電驅(qū)動：主電動機在較低車速， 憑借電池中儲存的能量提供所有動力。主電機低速時能平順提供275Nm的最大扭矩，為車輛提供穩(wěn)定強勁的加速。加速助力：當車速較高或者急加速時，主電機、輔助電機以及發(fā)動機同時工作提供充沛的動力。此模式通過協(xié)同雙電機和發(fā)動機，允許主電機在車速高時運行在低轉(zhuǎn)速區(qū)，提供更好扭矩，為駕駛者提供更有樂趣的駕駛體驗。優(yōu)化充電：當車輛在巡航以及運行在非滑行、減速或停止工況時，混合動力系統(tǒng)能夠控制發(fā)動機工作在效率最高的區(qū)域來給動力電池充電。制動饋能：在車輛滑行和減速時，整車動能可以轉(zhuǎn)化為電能給動力電池充電?；旌蟿恿ο到y(tǒng)會合理分配主副電機的制動能量回收，直到較低車速，再由電機輸出扭矩，使得扭矩輸出過渡平滑，避免了整車的抖動。

隨著“別克藍”新能源戰(zhàn)略的扎實推進，別克還在2017年推出EREV插電式增程型電驅(qū)技術(shù)VELITE 5，在2018年推出PHEV插電式混合動力車，2019年推出EV純電動車，為客戶帶來兼顧節(jié)油環(huán)保、駕控樂趣和安全舒適，全面超越傳統(tǒng)車型的EVness電氣化駕乘體驗。同時，伴隨著新能源產(chǎn)品的不斷豐富，別克業(yè)已形成由高檔舒適、高檔轎跑、高檔SUV和“別克藍”新能源車型構(gòu)成的4大產(chǎn)品陣列，以新能源科技的領(lǐng)先實力開創(chuàng)更大的品牌格局。

今天在國內(nèi)，除了雪佛蘭和別克新能源車型外，凱迪拉克更是將插電混合動力引入到了國內(nèi)，以實現(xiàn)品牌更大的影響力。這款插電混合動力凱迪拉克CT6也是在EVT變速器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。

凱迪拉克CT6插電式混合動力憑借前瞻智能的電驅(qū)科技，打破“高性能=高能耗”的傳統(tǒng)認知，為消費者帶來了業(yè)界領(lǐng)先的EVness電氣化駕乘體驗，以強勁無間斷的動力輸出、行云流水般的駕駛平順性、顛覆傳統(tǒng)的駕駛樂趣和高效節(jié)能的極致油耗樹立了“性能駕享 Performance Hybrid”全新理念。以2.0T SIDI渦輪增壓直噴發(fā)動機和兩臺高性能驅(qū)動電機組成的三大動力源可實現(xiàn)強勁的動力輸出和極致的加速表現(xiàn)。以雙驅(qū)動電機+三組專利行星齒輪+五組離合器的機構(gòu)，為實現(xiàn)靈活的動力分流和對各種駕駛工況的適應(yīng)性上奠定了結(jié)構(gòu)硬件的基礎(chǔ)。以純電力驅(qū)動、發(fā)動機驅(qū)動、混合動力驅(qū)動以及智能能量回收四種主要能量輸出方式，通過四種EVT+四種EV+三種固定速比動力流組合路徑，在任何工況下都能通過智能電控系統(tǒng)達到最優(yōu)效的動力輸出。2.0T SIDI渦輪增壓直噴發(fā)動機最大額定功率203kW，最大扭矩400Nm。雙驅(qū)動高壓電機以感應(yīng)式電機+永磁同步電機的組合，均可參與驅(qū)動與發(fā)電，并通過5組離合器和3排行星齒輪進行銜接，可實現(xiàn)同級最佳無縫動力傳遞。凱迪拉克插電式混合動力CT6從靜止加速到100km/h僅需5.4s，無論起步階段還是中后段加速都提供充沛動能和極致加速性能體驗。純電行駛里程80km，綜合續(xù)航里程高達935km。

可以說，EVT變速器使通用擁有了自己特色的混合動力系統(tǒng)。