AMT自動變速器在商用車新能源產業中的應用

于國鋒

摘 要：為了不斷實現我國汽車制造業的轉型并保護社會環境，新能源商用車的研發與生產使用得到了相關部門的高度關注。對于商用車新能源產業的發展而言，新能源商用車的換擋變速器是重要結構之一，也是很多構成用戶重點考量的部分，本文將針對ATM自動變速器進行概述分析，并對其在商用車新能源產業中的具體應用進行分析。

關鍵詞：商用車;ATM自動變速器;產業;新能源;應用

隨著我國社會不斷發展以及相關技術的深入革新，汽車制造業也進入了新的發展階段，早在2012年，我國相關部門就已經頒布了新能源汽車產業的發展規劃，并且樹立了以新能源汽車發展、汽車工業轉型為主要目標的發展戰略，重點發展電動汽車、插電式混合動力汽車等新能源汽車。在新能源商用車產業當中，AMT自動變速器舒適度與性價比相對較高，可靠性也相對更高，技術也更為完善，AMT變速器是當下變速器市場當中的領袖，其對于我國商用車新能源產業的發展十分關鍵，對其進行研究較為重要。

1 我國自動變速器的需求分析

1.1 高品質變速器

隨著我國社會經濟的不斷發展以及相關技術的革新，我國汽車制造業當中高品質的變速器逐漸成為剛需，汽車領域對于換擋變速器的要求越來越高，很多用戶在選購汽車的時候也越來越重視變換檔位的變速器。AMT車輛可以很好地節省經濟，且車輛的駕駛感受以及自身性能、燃油經濟性等都會得以創新，高品質變速器可以不斷提高汽車的駕駛效率，且NVH性能以及平順性等都會得到提高。

1.2 新能源變速器

電動車的自身性能較為不錯，但是在中后段加速當中表現相對一般，就目前的社會發展趨勢而言，新能源汽車的推動與發展是汽車行業未來主要的發展趨勢，也是我國保護社會環境的重要方法之一。因此，為我國新能源汽車產業提供更為匹配、高效的自動變速器就成為了較為關鍵的問題之一。我國AMT變速器目前正在研發與實施當中，未來發展的主要核心目標就是高效、低碳以及低成本。針對電動車的未來發展，其主要目標則是更多檔位的自動變速器，從而不斷提高電動車的經濟性、舒適性等。

1.3 集成化與輕量化開發

對于自動變速器的需求，輕量化也是AMT自動變速器未來的主要發展趨勢之一。輕量化發展不僅是選擇鋁合金輕質材料替換傳統材料，還需要相關人員在零部件的設計制造、檢測等領域選擇更為關鍵、高效的技術，不斷實現其輕量化發展。相關人員可以在現有的汽車變速器基礎上，將變速器殼體材料從傳統的鑄鐵件改為新型的鋁合金件，這樣可以在確保變速器自身可靠性的基礎之上，不斷實現變速器的輕量化設計，從而保證鋁殼變速器的重量比傳統變速器下降15%—20%左右。

2 商用車新能源產業中AMT自動變速器的應用

2.1 插電式混合動力系統

在我國新能源商用車的發展當中，插電式混合動力系統商用車是重要的組成部分，這種形式的商用車同時具備傳統燃氣商用車與電動商用車的雙方面優勢，既可以選擇充電行駛，也可以進行加油或者加氣形式。這種類型的商用車可以在確保其自身續航里程的基礎上，實現商用車的全工況形式，并且在非充電的模式下有效降低尾氣的排放量。

插電式混合動力系統商用車的AMT自動變速器是較為重要的核心部件，主要就是在傳統形式的商用車手動變速器基礎上加入一套新型的核心電控制系統，進而對變速器進行控制，并配合電機系統與發動機系統的運行等，來實現商用車的自動換擋、動力傳遞以及能量有效轉化等。可以說，AMT自動變速器會直接影響新能源商用車的動力性、安全性以及轉換性與舒適性等。

2.2 插電式混合動力系統技術路線

對于插電式混合動力商用車而言，主要可以分為串聯、并聯以及混聯三種類型。混聯系統存在兩個不同電機，其中一個電機主要是用于對車輪進行直接驅動，而另外一個電機則存在兩種層面的作用，當新能源商用車需要極限性能的時候，可以作為電動機角色對車輪進行直接驅動，這時整臺車的功率就是發動機以及兩個電機的總功率。而當電力出現不足的時候，則可以作為發電機進行運行，給新能源商用車的電池進行充電。混聯系統沒有變速器進行換擋，這樣可以讓車輛的舒適度與節油性較好，但是總體成本相對更高，車輛的重量也會相對更重。并聯系統則是在傳統燃油車輛的基礎之上加入了新型的電池、電動機以及電控等，電動機與發動機對車輪進行共同驅動，車輛當中僅存在一臺電機，在進行車輪驅動的時候可以作為電動機運行，而不對車輪進行驅動的時候則可以作為發電機運行。一般來講，并聯系統在成本、自身可靠性以及動力性等方面領先程度較高，且適用于較為復雜的路況當中，所以一般被看做最為適合我國的混合動力系統新能源商用車的類型。

以我國某客車公司生產的混合動力客車為例，其發動機為歐五標準，最大輸出功率為165kW，電動機為30kW，峰值功率為60kW，其并聯式插電混合動力客車的動力系統如下圖所示：

2.3 技術重難點

智能換擋是AMT自動變速器控制當中最為主要的部分，主要是根據新能源商用車的發動機轉速、車輛自身的負載情況、車輛行駛狀態等對檔位進行相應的選擇，檔位選擇的主要依據就是發動機的轉速，其主要目標是確保發動機的轉速在合理轉速區間之內進行運轉。

在換擋判斷方面，需要將換擋點與發動機的目標轉速作為主要的條件進行考量。換擋點的高低會直接反映出AMT自動變速器的換擋是否合理，較低的升檔換擋點會讓AMT自動變速器的升降檔變得更為積極，而如果升檔換擋點相對較高，會讓AMT自動變速器的升降檔出現一定程度的延遲。

目標轉速的制定主要是依靠新能源商用車的發動機動力情況以及經濟曲線的特性等，如果是想要獲得更好的燃油經濟性，需要將目標轉速設定在確保動力加速的背景下，讓換擋之后的發動機在低油耗轉速區間內進行運行。而如果是要獲得較高的動力目標，需要在設定轉速的時候，確保發動機在不超速的情況下，保證換擋之后的發動機在最大扭矩轉速區間內進行運行。

2.4 轉速同步控制

在新能源商用車進行行駛的時候，很多情況下都需要進行換擋操作，這樣可以較好地對車輛的運行速度進行調整，確保車輛可以適用于不同形式的路況。在進行選換擋的時候，離合器為分離狀態，而車輛速度則幾乎維持恒定，當變速器切換到不同的檔位之后，變速器的輸入軸轉速則會出現相應的改變，從而造成離合器的主動盤與從動盤轉速出現不同，且相差相對較大。如果在這時強制進行離合器接合處理，會產生很強的沖擊，造成新能源商用車的舒適性明顯下降，且離合器的摩擦片也會出現較為明顯的摩擦熱情況，離合器的摩擦片磨損情況會更為嚴重，導致離合器的壽命不斷下降。所以，在進行選換擋的時候，需要確保離合器在接合之前，對其主動盤與從動盤的轉速差進行調整，讓其更為接近甚至達到同步狀態，這樣才能不斷減少換擋帶來的沖擊，對離合器進行更好地保護。

在發動機的轉速控制當中，AMT自動變速器每隔相應的周期會發送一次TSCI報文，會發出對發動機進行扭矩控制的請求，而發動機在收到請求之后，會對發動機的扭矩進行及時調整，以達到AMT自動變速器所請求的扭矩值。相關人員通過AMT自動變速器對發動機的扭矩進行周期性控制，可以很好地對發動機的轉速值進行間接、高效的調整，直到其余變速器輸入軸的轉速達到同步情況為止。

3 故障診斷

AMT自動變速器故障診斷是重要的組成部分，也是AMT自動變速器系統可靠且具有產業化發展的主要依據之一。AMT自動變速器會對診斷條件是否達到標準進行檢測，如果具備診斷條件，AMT自動變速器就會進入離合器診斷狀態，觀察離合器是否出現故障情況，如果連續三次出現相同類型的故障，AMT自動變速器就會對故障狀態進行相應的記錄分析，這樣可以確保故障問題得到有效診斷。

4 結語

汽車制造業以及相關產業技術的發展對于我國經濟發展與人們生活有重要意義，伴隨我國新型社會發展理念的不斷形成，新能源商用車的發展得到了廣泛重視。在商用車新能源產業當中，AMT自動變速器是重要的組成部分，如果可以將其用于新能源商用車當中，就不需要額外配置相應的電渦流或者液力緩速器，且在路況較好的時候可以進行純電動行駛，并且達到零排放的目標。這樣一來，在無法進行正常充電的情況下，也能利用能量的回收實現燃氣消耗的進一步降低，從而減少車輛的尾氣排放量，這樣可以確保汽車制造業未來有更高的環境效益、社會效益，進而帶動汽車制造行業的經濟效益，讓新能源商用車有更為廣闊的市場前景。

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