商用车动力系统开发

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商用车动力系统开发

商用车型动力系统研发

旋耕机动力系统集成项目案例


一、项目背景

随着新能源政策持续推进,传统燃油轻卡市场正加速向新能源方向转型。新能源纯电物流车虽具备进城便利等优势,但在重载、长续航、山路等场景下存在明显短板。混动技术成为兼顾环保政策与实用性能的最优解。

国内某商用车企业,率先布局混动轻卡市场。南通睿动新能源科技有限公司凭借在商用车动力系统领域的深厚技术积累,与其达成战略合作,共同开发EVTR450P纵置功率分流混动变速箱项目。

二、产品技术方案

2.1 产品定义


EVTR450P是一款纵置功率分流电驱变速箱,采用双电机同轴混联架构(如图)


核心模块

功能说明

PCU三合一电控模块

集成MCU驱动电机控制器、GCU发电机控制器、TCU变速箱控制器

PG动力分配行星齿轮机构

实现发动机功率在发电机和输出轴之间的智能分配

e-AMT多级换挡装置

提供多档位选择,优化整车动力性和经济性

液压控制系统

机械泵+电子泵双泵协同保障系统冷却润滑

2.2 核心技术参数


参数项

指标值

布置型式

纵置

结构形式

两档PS功率分流

最大输入扭矩

450Nm

系统最大输出扭矩

2050Nm

系统最高效率

≥91%

防尘防水等级

IP6K9K

设计寿命

10年/60万公里

匹配发动机

2.2L高效柴油发动机

最高输入转速

3500rpm

系统最大输出转速

4102rpm

轴向长度

≤900mm

净重量(含油)

≤155kg

润滑油量

≤7L

工作温度范围

-40°C~+105°C(125℃持续15分钟)

存储温度范围

-30°C~+85°C

海拔适用范围

-100~5000m(3500m以下正常运行)

发电机-结构/方式

扁线/油冷

发电机-类型

永磁同步电机

发电机-持续/峰值扭矩

≥80/150 N·m

发电机-持续/峰值功率

≥60/100 kW

发电机-峰值转速

≥11000 r/min

驱动电机-类型

永磁同步电机

驱动电机-持续/峰值扭矩

≥175/350 N·m

驱动电机-持续/峰值功率

≥88/135 kW

驱动电机-峰值转速

≥15000 r/min

控制器-额定工作电压

350 V

NVH性能

空载噪声≤80 dB(A)

2.3 产品主要特征

    DHT基于EVT功率分流构型的特点,以及商用车轻卡插电及重载的需求,主要有以下特征:
1. 功率分流具有0车速介入驱动能力,可以实现全速域覆盖;
2. 针对低速重载的需求,在驱动电机端增加了两档,结合电机低速大扭矩的能力,实现大扭矩输出能力,可以实现在低档位和发动机同时驱动,实现更大的低速驱动能力;
3. 系统采用发动机和TM两种驱动力,并使用GM作为发电机,系统可根据各种行驶状态最佳组合这几种动力。
4.系统采用油冷扁线电机,槽满率高,效率高、同时能够在更小的体积和重量下输出更大的功率,有效的降低系统的重量和体积。
5. 系统采用机械电子泵供油方案,电机、轴承及关键齿轮都采用主动润滑,DHT变速箱内部和外部一体化换热控制,有效保障在各种场景下正常工作。
6. DHT变速箱采用平台化的设计思路,可以在最小改动下,通过对电机侧的速比匹配,实现皮卡、VAN、轻卡系列的覆盖应用。

2.4 油耗优势

在商用车领域,燃油经济性是用户关注的核心指标之一。EVTR450P采用的功率分流技术通过优化发动机工作点和能量回收,能够在全工况范围内保持优异的燃油经济性。

下表展示了4.5吨级轻卡在不同技术路线下的工况油耗对比:

技术类型

工况油耗(L/100km)

成本

传统柴油

12

增程

10+

P13

9.5

睿动EVT功率分流

7.8



从对比数据可以看出,睿动EVT功率分流方案在油耗表现上具有明显优势,同时系统成本处于中等水平,在油耗和成本之间取得了最佳平衡,具备优异的综合性价比。

三、睿动商用车动力系统开发能力

3.1 系统架构设计能力

睿动负责完成EVTR450P总体系统架构设计,包括:

1.整机概念设计及系统匹配分析

2. 动力性和经济性仿真优化

3. 电机性能定义及速比匹配

4. 冷却润滑系统设计及仿真

5. 齿轴系统布置及宏微观设计仿真


3.2 关键零部件开发能力

本项目睿动负责开发的关键零部件包括:

1.动力分配行星齿轮机构:全新开发

2. VCU整车控制器:基于睿动成熟VC16P平台,快速匹配开发

3. PCU双电机控制器:全新开发,集成MCU/GCU/TCU三合一控制


3.3 软件及标定开发能力

睿动具备完整的商用车控制系统软件开发能力:

1.VCU软件:基于AUTOSAR架构,实现整车能量管理、扭矩控制、热管理等功能

2. PCU软件:包含TCU、MCU、GCU三大算法模块,及诊断、安全监控、UDS、OTA等基础服务

3. 标定开发:完成2轮冬标(漠河)、夏标(吐鲁番/格尔木)

3.4 试验验证能力

睿动建立了完善的商用车动力系统试验验证体系:

1. 台架测试:总成功能及性能试验、润滑台架、高速超速台架、NVH台架、纯电耐久、整机耐久

2. 整车测试:冬标测试、夏高测试、山路测试、动力性经济性测试、整车热管理测试

3. 零部件测试:DV验证(电气负荷、EMC、环境负荷、机械负荷)

4. 仿真验证:结构仿真、热仿真、流阻仿真、模态仿真


3.5 产业化能力

1.睿动在南通车创产业园建成4000平米电驱、电控生产基地:

2. VCU/PCU产线:中试线已建成,具备单班1万/双班2万产能;规划年产能5万套自动线

3. 行星排产线:中试线已建成,具备单班1.5万/双班3万产能;规划年产能5万套自动线

4. 生产环境:10万级洁净厂房,具备MES追溯系统

5. 产能规划:5年50000台量纲配套能力

、总结

EVTR450P混动变速箱项目充分展现了睿动在商用车动力系统领域的全栈开发能力。从系统架构设计、关键零部件开发、软件标定到产业化落地,睿动以专业的技术实力成功打造了满足商用车严苛使用环境的高品质混动动力系统。

该项目是睿动商用车动力系统开发能力的典型案例,为后续拓展更多商用车客户奠定了坚实基础。


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