5月30日,在上海有色网(SMM)主办的2024SMM(第三届)新能源汽车供应链博览会暨驱动系统三电技术论坛上,上汽集团商用车技术中心动力总成部传动系统总工程师方伟荣分享了商用车的电驱技术及关键零部件发展。其从新能源车发展趋势、商用车新能源电驱系统发展、上汽商用车新能源电驱桥、电驱桥关键技术及零部件等方面进行了阐述。其指出国家新能源战略推动了自主品牌汽车的发展;电动化趋势不可动摇;电机技术发展有很大的空间,高电压高转速是趋势;润滑和热管理是核心技术;相对于传统动力,对差速器提出了更高的要求;由于重卡实车试验的周期和费用关系,更加依赖CAE;新能源汽车开拓海外市场是汽车工业的必由之路。
新能源车发展趋势
新能源汽车发展历史及未来
过去五年的新能源发展情况
2022年,新能源汽车市场大放异彩,在政策和市场的双引擎驱动下,市场增长远超预期,渗透率屡创新高,全年渗透率接近26%,较去年提升12个百分点,提前实现了国务院发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》中关于2025年新能源达到汽车销量20%的目标。
从市场驱动力来看,新能源汽车产业发展驱动力正逐渐由“政策主导”转向“市场主导”和“用户主导”,新能源车市场需求开始大量释放。
新能源汽车产品类型
纯电增速放缓,PHEV加速抢占纯燃油车市场
2023年新能源汽车销售接近950万辆,同比增长37.8%;其中纯电汽车销售668.5万辆,同比增长24.6%,占整体新能源汽车市场70%份额;而PHEV车型销量280.4万辆,同比增长84.7%。
今年一季度的PHEV车型增长显著高于纯电车型。3月份新能源汽车市场的组成结构中,纯电动占到62%,而包括插电混动和增程式在内的车型占到剩余的38%,纯电的比例相比2023年要更低。
未来新能源汽车预测
商用车新能源电驱系统发展
商用车市场总览
在市场和政策引导下,排放结构、能源结构、运力结构等结构转型趋势更加突出,市场进入结构优化和深度调整阶段,其中政策管理转型,由合规转向环保,引导车辆低碳化、电动化发展,车辆电动化技术快速发展。2023年,商用车整体市场销量403.1万辆,同比增长22.1%。其中国内326.1万,同比增长20%,出口77万,同比增长32.2万。
2024年,我国商用车市场仍处于修复回升期,在新增需求回暖、更新需求增加支撑下,商用车市场销量平稳增长,销量预计420万辆,同比增长4%.
新能源重卡发展趋势及电驱桥市场规模
2022年国内新能源重卡实现销量2.5万辆,渗透率4%,2023年渗透率5.6%,预测2025年重卡新能源渗透率将达到10%,2030年渗透率超过28%。
基于罗兰贝格的预测,2030年电驱桥驱动型式在新能源重卡的占比将达到60%
重型电驱桥应用场景
受国家政策导向和续航里程的影响,目前钢厂、电厂、资源运输等场景重卡新能源渗透率较高。
随着国家基础设施建设、高压快充技术、续航里程的突破,高速标准牵引车是未来中国最大的重卡市场。
电驱系统发展趋势
电驱系统技术路线
电驱系统根据电机布置方式的不同,可分为三大技术路线,分别为中央直驱、电驱桥、分布式驱动。
各类型电驱系统结构因其技术复杂性、空间占用、成本、效率、结构适配性、工况需求等方面的不同,会匹配不同的适用场景。
电驱系统技术路线的评价
中央驱动式以高可靠性和低开发难度,为当前主流应用结构;
近期至中期平行轴将凭借高传动效率和空间优势快速发展;
远期同轴突破技术限制逐步应用。
商用车细分类别电驱技术路线的选择
►直驱方案仍然有一定市场空间:主要用于客车,技术成熟,开发费用低。
►平行轴多场景渗透:轻卡、轻客为先,重卡后来居上;空间紧凑、重量轻、效率高。
►同轴电驱适度发展:主要应用于轻客和轻卡,集成化程度高,重量轻。
►轮边方案技术需要突破:预计在客车和重卡上率先运用。分布式结构控制难度大,但响应速度快,对智能驾驶有利。
上汽商用车新能源电驱桥
其对上汽商用车新能源发展历程,平台系列全场景需求、全技术路线、全系列产品,全球市场布局,电驱产品布局-公交客运车辆,电驱产品布局-货运车辆,电驱产品布局-轻商车型,典型应用-电驱桥以及有关电驱桥项目等进行了介绍。
电驱桥关键技术及零部件
♦载荷谱确定
♦电驱产品布置
♦电机
♦轴承(电腐蚀处理)
♦齿轴
♦壳体
♦差速器
♦系统润滑与热管理
♦电动换挡机构应用开发
其介绍了电驱桥集成与路谱采集、电驱桥关键零部件、电机选择、电机轴承、齿轴、壳体、差速器、电驱关键技术—润滑系统与热管理、电驱关键技术—电换挡系统等方面进行了介绍。
►对于电换挡方案,其介绍:
1、换挡电机:考虑到换挡响应速度及控制精度,普遍采用电换挡方式。
2、狗齿:无论中央驱动的AMT变速箱还是电驱桥,狗齿成为了大多数换挡系统的设计方案,但是狗齿其结构特点,会存在换挡顶齿风险,延长了换挡时间。齿形的选择需重点关注。
小结
国家新能源战略推动了自主品牌汽车的发展;电动化趋势不可动摇;电机技术发展有很大的空间,高电压高转速是趋势;润滑和热管理是核心技术;相对于传统动力,对差速器提出了更高的要求;由于重卡实车试验的周期和费用关系,更加依赖CAE;新能源汽车开拓海外市场是汽车工业的必由之路。