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【2020泰達(dá)論壇】吳堅(jiān):廣汽集團(tuán)在第五階段油耗法規(guī)的一些挑戰(zhàn)以及應(yīng)對
來源:汽車研究網(wǎng)   編輯:王琳  2020-09-06 17:41:29 字號   打印  收藏

  9月4日-6日,由中國汽車技術(shù)研究中心有限公司、中國汽車工程學(xué)會、中國汽車工業(yè)協(xié)會以及中國汽車報(bào)社共同主辦的第十六屆中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國際論壇在天津隆重召開。其中,在9月6日舉辦的線上會議中,來自廣汽研究院的吳堅(jiān)給大家?guī)碇黝}演講《廣汽集團(tuán)在第五階段油耗法規(guī)的一些挑戰(zhàn)以及應(yīng)對》。

  以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實(shí)錄:

  感謝論壇的邀請,非常感謝馮所長的介紹。我是廣汽研究院的吳堅(jiān)。今天準(zhǔn)備跟大家分享我們廣汽集團(tuán)在第五階段油耗法規(guī)的一些挑戰(zhàn)以及應(yīng)對。

  主要分為四個(gè)部分。第一部分主要是一些背景。相信大家也都知道,我們的碳排放目標(biāo)每年都在加嚴(yán),中國第五階段的油耗標(biāo)準(zhǔn)對我們來講,或者說對所有的廠家來說都是壓力山大。

  實(shí)際上從全球來講,包括美國、歐洲還有日本,每年對二氧化碳排放的目標(biāo)也是逐步加嚴(yán)的。我們國家第五階段的油耗標(biāo)準(zhǔn)將會是二氧化碳排放在94g/km,這樣的一個(gè)水平,也就是相當(dāng)于4L/100km這樣一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

  在未來的幾年里,平均每一年的油耗目標(biāo)下降會達(dá)到4%,因此在節(jié)能方面,我們每個(gè)廠家應(yīng)該說是任重道遠(yuǎn)。

  作為節(jié)能的核心,發(fā)動機(jī)技術(shù)是我們重點(diǎn)考慮的一個(gè)對象,對于發(fā)動機(jī)來說,混動化一定是未來的一個(gè)趨勢。使用傳統(tǒng)動力,要達(dá)成2025年的油耗目標(biāo),要做傳統(tǒng)的動力來講,它將會超過發(fā)動機(jī)熱效率的瓶頸。從理論分析來說,汽油機(jī)的最高熱效率瓶頸在50%,如果要達(dá)成4L油耗這樣的一個(gè)目標(biāo),必須要對傳統(tǒng)的動力總成進(jìn)行電氣化的一些改造,未來我們在熱效率方面,還會繼續(xù)研究和挑戰(zhàn),但是受制于稀燃點(diǎn)火、后處理等技術(shù),未來達(dá)成50%熱效率這樣的一個(gè)成本,將會超過傳統(tǒng)動力電氣化或者是混動化這樣的一個(gè)水平。

  混動技術(shù)是我們每個(gè)企業(yè)要滿足油耗法規(guī),保證產(chǎn)品競爭力的一個(gè)必由之路。其中,HEV車型更加以雙電機(jī)技術(shù)作為未來的一個(gè)節(jié)能方案,PHEV它是以動力更強(qiáng)的單電機(jī)+多檔變速技術(shù)這樣的一個(gè)方案為主。在混動總成開發(fā)方面,未來將會有Add-on和DHE+DHT兩種型式,而且未來DHE+DHT會是混動的一個(gè)主要技術(shù)升級方案,所謂的DHE和DHT就是混動專用發(fā)動機(jī)和混動專用變速箱的概念。

  對混動專用的發(fā)動機(jī)DHE來說,未來任何一款發(fā)動機(jī)都很難兼顧普通的驅(qū)動和混動需求?;靹拥膶S肈HE將會成為未來發(fā)展的一個(gè)主要方向。DHE的定性將會更高的效率、定工況,要考慮到成本,因此它的結(jié)構(gòu)必須是最簡化,以及低成本,還有就是規(guī)格化這樣的一些技術(shù)路線。

  共性的技術(shù),就包括了很多,因?yàn)橐_(dá)成DHE的應(yīng)用場景,我們除了用阿特金森、高壓縮比,還包括像雙噴射、雙VVT、冷卻EGR、集成排氣岐管等等,所有的這些技術(shù)綜合在一塊,來形成我們DHE這樣的一個(gè)技術(shù)構(gòu)線。

  為了進(jìn)一步加強(qiáng)高效率和低排放以及混動DHE技術(shù)儲備,未來我們會在電氣化,也就是通過“可變”“可調(diào)”實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)實(shí)際工況的一個(gè)精確匹配。還有就是規(guī)格化,通過行業(yè)這樣的一個(gè)平臺,在統(tǒng)一規(guī)格下共同投入混動技術(shù)的開發(fā),并共享成果。同時(shí),基于網(wǎng)聯(lián)化的技術(shù),能夠建立基于動力總成全生命周期這樣的一個(gè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)用戶從數(shù)據(jù)到設(shè)計(jì)、到控制的這樣一個(gè)需求分解。右下角是未來在2020、2025和2030年可實(shí)現(xiàn)一些技術(shù)路線以及預(yù)計(jì)的效果。

  我們在這里邊介紹了一個(gè)案例,也就是廣汽的一個(gè)4B20L1發(fā)動機(jī)的簡單介紹,這是我們未來應(yīng)對混動化專門開發(fā)的一款DHE的產(chǎn)品。主要是搭載廣汽后續(xù)的一些A級以及A+級的混動車型。

  這一臺發(fā)動機(jī),是基于廣汽的G平臺自主研發(fā),以高效、低油耗作為目的,它采用的是阿特金森循環(huán),同時(shí)采用高壓直噴系統(tǒng)、電動VVT、電子水泵、全可變機(jī)油泵等等,經(jīng)過天津中汽中心的檢測認(rèn)證,熱效率已經(jīng)超過了42%,目前是世界上最先進(jìn)的一個(gè)發(fā)動機(jī)。

  除了DHE以外,混動專用的變速箱也就是DHT,也逐步地進(jìn)入了混動研究的核心部件。DHT它可以細(xì)分為有功率分流和串并聯(lián)這兩種結(jié)構(gòu)形式,技術(shù)發(fā)展路線當(dāng)然是多檔化、多?;屯耆怦睢8P(guān)鍵的,對用戶來說就是不能有動力中斷。

  功率分流的構(gòu)型逐步是由單段單模發(fā)展為4段3模,串并聯(lián)的構(gòu)型由發(fā)動機(jī)及電機(jī)的1個(gè)擋位發(fā)展為2個(gè)擋位,匹配DHE以后,整車的節(jié)油率也可以達(dá)到30%以上。下面這個(gè)表,是代表了功率分流和串并聯(lián)它們各自的一些優(yōu)劣勢,右下角是一些典型的主機(jī)廠在應(yīng)用中的一些DHT。

  作為廣汽來講,廣汽有自主知識產(chǎn)權(quán)的一個(gè),大家比較熟悉的G-MC機(jī)電耦合系統(tǒng)。這個(gè)DHT是專門為混動的車型開發(fā)的,主要也是搭載廣汽的A級、A+級的混動車型。這個(gè)G-MC,它是采用高效的油冷電機(jī)技術(shù),同時(shí)高低壓解耦的這樣一個(gè)液壓技術(shù),還有就是能夠?qū)崿F(xiàn)多驅(qū)動模式的動態(tài)控制。綜合的傳動效率能夠達(dá)到96.6%,達(dá)到國際的先進(jìn)水平,同時(shí)也獲得了2019年的“龍?bào)幢钡诙檬澜缡炎兯倨鞯姆Q號。

  我們的這一款G-MC DHT,已經(jīng)成功的應(yīng)用于廣汽傳祺的三款A(yù)級、B級平臺的PHEV車型搭載。整車的NEDC工況加權(quán)油耗可以達(dá)到1.3L/100km。同時(shí),這一款技術(shù)是作為中國第一個(gè)從中國品牌導(dǎo)入合資企業(yè)的,這樣的一個(gè)自主產(chǎn)品,對廣汽的技術(shù)的認(rèn)可和領(lǐng)先,應(yīng)該說為我們中國品牌樹下了一個(gè)良好的形象,這也是我們非常值得驕傲的一點(diǎn)。 另外一種DHT,我們叫做Add-on的,這樣的一個(gè)混動的變速箱。Add-on的混動變速箱是基于某一款常規(guī)的自動變速器,比方說AT/DCT或者是CVT這樣的一個(gè)傳統(tǒng)變速箱進(jìn)行技術(shù)改造,可以在相對比較低的投資下,延續(xù)傳統(tǒng)變速箱的生命力,并且實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。

  從構(gòu)型方面來說的話,Add-on的這種DHT有P0/P1/P2/P3/P4等并聯(lián)構(gòu)型,對應(yīng)節(jié)油率、成本和布置空間的需求各自有差異,目前在市場上見得最多的,還是以P0和P2作為主流。

  同時(shí),48V的這樣一個(gè) Micro Hybrid的技術(shù) ,未來將會結(jié)合P2或者是P2.5/P3等構(gòu)型,會升級到第二代,那么能夠?qū)崿F(xiàn)純電驅(qū)動和行駛,節(jié)油率也可以達(dá)到20%。P2的強(qiáng)混技術(shù),未來將會由目前的分布式升級為集成式,空間尺寸更加緊湊,節(jié)油率將會進(jìn)一步提升。

  除了傳統(tǒng)的動力總成需要進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化以外,對節(jié)油技術(shù)來說,整車的輕量化也是一個(gè)非常非常重要的話題。這個(gè)圖表展示了不同的階段,我們在整車上面應(yīng)用的一些新的技術(shù)。包括對新材料的一些應(yīng)用,包括二次輕量化的一些組合,包括鋁、鎂以及復(fù)合材料的應(yīng)用擴(kuò)大等等,那么這些技術(shù)的應(yīng)用,大家可以看到這個(gè)曲線,可以在有限成本的約束條件下,能夠?qū)崿F(xiàn)最大限度的輕量化。這個(gè)輕量化,實(shí)際上對應(yīng)的就是我們的節(jié)油率的達(dá)成。

  同時(shí),在整車油耗方面,空氣動力學(xué),尤其是風(fēng)阻技術(shù),對我們的燃油消耗率影響也是非常之大的。在我們的概念設(shè)計(jì)階段,我們就必須要導(dǎo)入高效和高精度的CFD的仿真技術(shù),以及對應(yīng)的一些模塊化的風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù),還有當(dāng)然是非常關(guān)鍵的,就是低風(fēng)阻的造型以及對應(yīng)的輪轂,包括低機(jī)艙內(nèi)阻的這樣的一些設(shè)計(jì),還有智能格柵等等,這樣一些技術(shù)的導(dǎo)入,都能夠使得我們的空氣動力學(xué)方面,對節(jié)油率提供一個(gè)非常好的幫助。

  廣汽傳祺在去年的概念車?yán)镞呁瞥隽薊NO.146這樣的一個(gè)概念,它的風(fēng)阻系數(shù)可以達(dá)到世界紀(jì)錄的0.146這樣的一個(gè)水平。

  還有一大塊就是熱管理,熱管理的技術(shù)開發(fā)早期我們可能更多的會從系統(tǒng)和零部件的可靠性,現(xiàn)在已經(jīng)擴(kuò)展到“整車多屬性平衡維度”?;跓峁芾淼木C合仿真平臺,整車高低溫能耗,純電的續(xù)航里程,低壓用電平衡,熱管理執(zhí)行機(jī)構(gòu)NVH以及乘員艙的熱舒適性,這些的解耦分析和耦合控制會是未來我們在熱管理開發(fā)上面的一個(gè)難點(diǎn)和重點(diǎn)。

  傳祺在基于“實(shí)車狀態(tài)下的五電機(jī)能量流測試”,相對于“環(huán)境風(fēng)洞溫度測試”等等,這些方面對我們整車的熱管理系統(tǒng)來說,提供了一個(gè)非常好的綜合性能。從右下角這個(gè)圖可以看到,經(jīng)過優(yōu)化前和優(yōu)化以后,發(fā)動機(jī)的扭矩,包括風(fēng)扇的占空比都發(fā)生了很大的變化,在這一塊來講,我們有很大的潛力可挖。

  還有一塊當(dāng)然是滾阻。滾阻的節(jié)油方案成本有效性非常好,但是要綜合考慮它的磨損、制動性能的變化,還有操穩(wěn)性能以及對我們中國客戶來說,還有一個(gè)很重要的,NVH性能方面的平衡。

  近幾年來,為了符合法規(guī)和我們主機(jī)廠的一些需要,輪胎廠商在產(chǎn)品方面下了很大的功夫,輪胎的滾阻下降的趨勢非常明顯,對我們主機(jī)廠來說是一個(gè)非常好的補(bǔ)充。

  除了以上的主動節(jié)能降耗具體措施以外,還有一些是屬于循環(huán)外的技術(shù)。那么循環(huán)外技術(shù),在早期是作為油耗降低的一個(gè)鼓勵(lì)項(xiàng)。近幾年來,歐美國家對循環(huán)外的技術(shù),在車隊(duì)的油耗法規(guī)方面積極地推動,使得循環(huán)外技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展進(jìn)化得非常之快。

  在我們的五階段油耗里邊,目前暫時(shí)沒有提出一個(gè)非常具體的要求。我們應(yīng)該說是強(qiáng)烈地建議,盡快地推出相應(yīng)的循環(huán)外技術(shù)對應(yīng)的法規(guī),四階段的時(shí)候,是有一個(gè)百分之幾的嚴(yán)格要求,具體到包括像起停、發(fā)動機(jī)變速器的預(yù)熱、高效照明、能量回收、太陽能板等等這些循環(huán)外的技術(shù)。

  做一個(gè)小結(jié),隨著“十四五”的到來,傳統(tǒng)燃油車的全面電氣化時(shí)代即將來臨。作為行業(yè)來說,資源共享、技術(shù)深度合作、規(guī)格化產(chǎn)品序列,合縱連橫的研發(fā)方式,將會提高國內(nèi)混合動力的研發(fā)能力,能夠提升我們的產(chǎn)品開發(fā)效率。

  我的匯報(bào)就到這里,謝謝大家的關(guān)注。

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