【汽车与环境】广汽汽研院祁宏钟:新能源汽车动力系统技术发展

盖世汽车综合 2017-12-9 10:52:53

核心提示:2017年汽车与环境创新论坛-盖世直播!

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广汽汽研院首席技术总监 祁宏钟

大家好!很高兴今天能在这里和同行做一个交流。我代表广汽研究院跟各位汇报一下广汽在新能源汽车当中做过哪些工作。

主要分为三块,首先广汽可能对外宣传工作做得少一点,首先简要地把广汽研究院介绍一下。广汽研究院是做广汽传祺这一块的研发,研究院规模上有三个主要的研究部门,一个是在广州的化隆基地,还有在底特律和硅谷都设立了研究中心。广汽自主品牌广汽传祺是2011年开始销售的,截止到2016年,突破37万辆,今年预测达到50万的销量。其中培育了两个明星车型,一个是月平均销量在三万台的GS4,还有一个是大型SUV领域里面的GS8。这是广汽传祺的明星车型。

在新能源领域这一块,广汽目前虽然销量上比较小,实际上广汽在新能源领域方面研究比较早。现在已经上市销售的车有五款,主要是今年投放的三款。另外也在尝试为旗下的合资品牌打造新能源车型的开发,也算是首次由自主到合资的导入尝试。在核心技术研发这一块,广汽已经积累了大量的开发经验,研发了很多自主的产品。在硬件开发这一块,包括我们的BMS还有早期的EMS、TCU包括电机控制器都做了大量的技术研发。动力电池这一块主要是pack这一块,我们做了很多自主开发工作,目前自主开发的电池包也马上量产。电机系统这一块在早期的纯电车型里面,电机和电机驱动系统是自主研发的,当然也有外购的。另外右下角(PPT)这一块是广汽完全自主研发的一套机电混合系统。这套机电混合系统现在已经量产,搭载在GS4 PHEV和GA3上,各方面指标也非常好。

第二部分介绍一下广汽研究院的规划。在EV里面我们打造两款平台,在HEV和PHEV系统里面基于现有的车型打造了三个平台。为了支撑平台,在自主的技术这一块重点是在五个技术方面进行重点研发。一个是电池安全管理,然后是燃料电池集成技术,电动系统集成技术,机电耦合技术以及机电功率电子控制技术。到了2019年的时候,基于纯电平台打造的EV车型上市。另外PHEV的混动平台也会推出最新车型,到2021年的时候,第三代的EV电动系统平台和PHEV和HEV混动系统平台也出来了。为此,广汽投资了47.5个亿,在广汽的旁边成立了广汽新能源分公司。目前建设已经全面启动,到明年就可以投产,产能是20万台。另外,为了适应汽车四化趋势,在美国的底特律和硅谷分别设立了研究中心。

下面对广汽新能源汽车插电混合系统做一个简单地介绍。从国家政策方面来看,发展PHEV和HEV车型是必须要做的事情。从市场角度来看,每年都在增长。虽然增长率会有波动,但是增长是一直在进行的。国内目前来看,混合动力的规模非常非常小,预计到2025年以后,这个增长将非常大。对于插电式混合动力这个模型,我们认为现在主要是几家企业在做,随着国家政策法规的不断推进,这一块刚才前面专家讲了,特别是C级车,要解决它的油耗问题,用插电混合动力是大势所趋,所以增长率也会很快。在同行业来看,这些车厂都已经有自己成熟的混合系统。

我们简单地梳理一下固定轴式机电耦合系统和行星齿轮式机电耦合系统。我们认为代表企业有本田、三菱、广汽和荣威。下面一个类型的代表企业是丰田、通用和科力远。可以通过多档化来降低电机的性能要求,对于功率分流性,从结构和控制来看,确实比较复杂,优化方向主要是:对传统系统的简化和混动模式的增加。从技术趋势来看,我们认为集成一体化、并且把电机的工作电压升高、电机高速化和多档化,高速集成的轻量化是未来主要的发展方向。另外一个还有一个趋势,我们认为未来的整车厂一定会去掌握这个技术。这是广汽机电耦合系统G-MC的情况,它具备多模式构成的机电耦合系统,这个系统是广汽完全自主研发的。它可广泛用于混合动力、插电式混合动力电动汽车,在广汽传祺上跨平台应用。要想提高节油率,光靠机电耦合系统是不够的,必须靠发动机系统一起来。这套系统的最大特点是体积很小,轴向尺寸是389,是固定传统比。有两个电机,一个是驱动电机,一个是发电机,可以实现纯电串联、并联以及串并联混合,非常平顺,可以保持非常好的驾驶舒适性。

这是一个简单的开发历程,广汽用了三年时间自主研发,投入了六千万。投入开始启动的时间是2013年年底,到2016年年底的时候,经过三年多时间,进行了一个批量应用。整个开发过程大致如此:2013年年底进行了大致的设计,2014年进行概念设计,2015年1月开始A样设计验证,然后7月开始B样设计及验证。在开发过程中,广汽已经形成了完整的机电耦合系统开发流程和体系。我们进行了单体的验证,比如ER模块的抗污染能力,还有吸滤器的过滤能力,进行了GMC总成集成的验证。我们完整地靠自身的能力,完成了所有关键连接和设计,主要是系统集成、结构设计、液压系统。这套系统做完以后具备了几个优势,一个是集成化、一体化、模块化,采用了混合动力专用变速器的开发理念,同步还开发了1.5ATK发动机组成混合动力总成。GA6 PHEV还没有上市,今年年底应该可以上市。

下面简单介绍一下它的工作原理,它可以实现纯电,在纯电驱动的时候,只有驱动电机工作就可以。这是在开发过程为了进行电机油冷包括润滑,我们对整套电机系统进行了前期的仿真和实验验证以后,我采用了冷却液和润滑油直接喷淋,来冷却电机。目前来看,应该是处于全国机电耦合系统产品性能指标的前列。我们进行了数万个小时的试验里程。所有的实验条件基本上也在这个过程中进行了全部的建立。有些环境在广汽内部完全可以完成。这是我们搭载的车型,左边是GA3S的PHEV,中间是GA6 PHEV,最有是GS4 PHEV。在这个过程中,我们培养了很多团队,获得了很多的专利,包括总成级的,零部件级的,控制技术的还有制造技术的还有试验技术的。今天主要汇报一下广汽在自主的机电耦合系统开发的过程,谢谢!


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