无障碍说明

过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

文/ 翁羽亭

很多人认识舍弗勒,是从它的低调开始的——这句话好像自相矛盾,但事实确实如此。

电动方程式(Formula E)中的舍弗勒,实在是很难让人忽略的存在——今年7月,奥迪运动ABT舍弗勒车队赢得Formula E车队以2分的优势获得了总冠军。舍弗勒与奥迪一同为该赛车开发了动力总成系统,包括电机和变速箱在内的核心零部件。

过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

但和众多的Tier 1(汽车零部件一级供应商) 一样,舍弗勒(Schaeffler)也倾向于成为 OEM 的“幕后英雄”;而作为德国家族式企业的典型代表,它在“低调”这点上,相比于那些偶有涉及2C业务的竞争对手来说,还要有过之而无不及。

过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

11月下旬,我在苏州太湖边看到了舍弗勒过去4年以来的研究成果。不同于汽车厂商每年节奏化的推广计划,舍弗勒的技术研讨会每四年才举办一次,与技术研发周期基本一致,这一惯例延续了40年。

过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

从中我挑选出了下面几项成果,为它们颁发“2018年度舍弗勒最值得关注的技术”。

城市通勤和物流车的未来?

首先,我注意到了舍弗勒针对城市未来交通挑战所推出的解决方案——schaeffler mover(如图)。

过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

据统计,到2050年,预计全球三分之二的人口都将居住在城市。随着城市中人口密度的不断增加,城市居民的出行方式及物流方式也将随之改变,而新型出行方式会对公共交通形成很好的补充,甚至完全取代之。

现场,舍弗勒将这个平台化解决方案的2个“灵魂”单独拎了出来,进行了细节方面的展示,它们分别是:轮内电机驱动系统、90度转向功能的全线控系统。

过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

90度转向功能的全线控系统

过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

轮内电机

简单来说就是,四个14寸的轮毂内置了一个电机驱动系统(In-Wheel Drive),能够全线控完成转向、制动和行驶这些动作,四轮均能实现90度的转向功能,进一步打破了在狭窄道路通行的限制,同时还能利用上轮内空间,节省出更多的车身空间。

轮内驱动系统可以说是相当符合“高度集成”的原则了。这最早可以追溯到舍弗勒和福特在2013年合作造出的装备同一系统的嘉年华。schaeffler mover也是基于先前的系统,在集成度、稳定性材料和制造方面进行了改进。

除此之外,schaeffler mover专门设计的动态操控系统,可以对每一个转向驱动模块进行独立控制,还可以实现驾驶动态控制(ESP)、车轮间的矢量扭矩分配以及全轮转向。可以有多灵活呢?在转弯半径小于5米的情况下,车轮便能够完成原地转向。

如此一来,既通过后轮转矩矢量控制提升了驾驶乐趣,也通过联合制动提高了驾驶的安全可靠性。

鉴于平台具有紧凑灵活的特点,可实现多种类型的车辆概念和应用,只要在平台上“扣上”不同的车厢外壳,就能实现不同用途,包括机器人出租车和自动驾驶物流车。

过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

其底盘平台包含了实现驾驶的所有技术,自动驾驶所需的一些传感器也已被整合到车身中,目前schaeffler mover能在特定环境中实现Level 2级别的自动辅助驾驶,未来目标是在城市中实现完全自动驾驶。而在这些场景中,大部分还是低速行驶(最高速80km/h)。

schaeffler mover的轮胎是由大陆特殊设计的。既然说到轮胎,就顺便提一提舍弗勒和大陆集团之间的“历史渊源”。

过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

目前,舍弗勒家族持有大陆集团约45%的股份,是大陆集团最大的股东。但是这一收购在2008年金融危机之时,竟然使得舍弗勒几乎面临破产境地。这是因为当年这个家族化的企业并没有及时的预料到金融危机,于是向银行借了一大笔债用于收购大陆。

下面是现场拍摄的视频,或许能够让你更直观地理解上述内容——

正在加载...

    从视频中我们能看到,这款概念车还能实现手机APP远程控制、无线充电等功能。

    在保证电机功率的前提下,14寸轮毂是能够承载整套系统的最小直径轮毂。根据官方数据显示,每台电机的额定扭矩为250牛·米,并可维持短时间500牛·米的高扭矩输出;而四台电机同时运作的工作电压为300伏,可提供13kW的连续功率输出,瞬时峰值功率可达25kW,总功率能够达到96kW,峰值扭矩更是能达到2000牛·米。

    在如此惊人的功率和扭矩下,为轮内散热问题提出了一定的挑战。对此,舍弗勒为电机配备了一套液冷装置,通过冷却水循环为电机降温。

    对自动驾驶城市车辆来说,网联功能是实现平稳操控的前提条件。在Schaeffler Mover上主要通过车辆的“数字孪生体”来实现。它位于云端,是真实车辆的虚拟镜像。通过对车辆运行状态数据的持续分析,可以提前确定车辆未来的维修保养需求。

    “该车设计时考虑了网联的需求,这种方案填补了今天汽车行业的一项空白。”舍弗勒集团副首席执行官兼首席技术官彼得·古兹默教授表示。

    今年8月份,舍弗勒集团与线控技术领先企业——罗兰·阿诺尔德及帕拉万有限公司成立了合资公司。

    按照计划,Schaeffler Mover的所有技术都将并入后者,并将在新公司中发挥关键的作用。而未来,双方还将结合彼此的技术优势为物流和服务企业开发整车平台。

    过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

    在试驾环节中,我也看到了舍弗勒的一台测试样车。与Schaeffler Mover不同的是,它只有后轮采用了轮内电机系统。据了解,它还在国内进行一系列的测试和验证,对于量产还未有清晰的时间表。

    过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

    “30-40-30”未来愿景

    一个将环境变化归咎于汽车的统计数据是这样的——化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放约占全球碳排放总量的70%左右,而其中近四分之一来自于交通运输行业。

    作为全球领先的综合性汽车和工业供应商,舍弗勒必须提出全局性的可持续发展解决方案。比如在去年的法兰克福车展上,舍弗勒就向德国总理安格拉·默克尔展示了覆盖从能源生产到存储,再到在环境友好型车辆驱动系统中的使用等整个“油井到车轮”的能源链。

    舍弗勒通过模拟器进行的一个预测显示,到2030年,乘用车产量中,纯电动车和纯内燃机车各占30%,而混合动力车的比例将高达40%。

    过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

    这就意味着,即使十多年后,采用传统内燃机的乘用车将依然占汽车总产量的70%。内燃机和变速箱依然是关键的系统零部件。

    因此,要想实现《巴黎协定》的宏伟目标,仅仅开发高效的电驱动技术还远远不够,还要对未来汽车动力传动技术进行革新,进一步提升传统内燃机和变速箱的效率。

    而在上述40%的混合动力车中,彼得·普洛伊斯认为,未来采用48V系统的轻混动力车将占到48%的“半壁江山”。

    48V轻混系统(48-Volt Hybrid Module)简单来说就是,在传统的汽车电路系统之外,追加一套48V电池组和电动机协助发动机工作。

    过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

    他预计,未来几年,48V解决方案也将在其他构型的混合动力系统中得到越来越广泛的应用。此类应用的目的在于将电驱动装置的功率提升至20kW以上,并提高动力系统的整体效率和排放性能。

    从消费者的角度来说,舍弗勒48V混合动力模块不仅可以助力车辆加速,还可以实现滑行启停进一步节油。这意味着,车辆在发动机关闭并且动力总成脱开的情况下依然可以向前行驶。系统集成的自动离合器可以帮助发动机在启动后迅速提高到相应转速,大大提高了车辆重新启动的舒适性。

    下面再简单说一下,舍弗勒在提升内燃机和变速器效率方面,所做的努力和取得的成果。

    舍弗勒认为,传统内燃机的效率依然有进一步提升的潜力。对此,它开发了用于实现三缸发动机停缸的可切换滚子摇臂技术,并已在福特上实现量产;

    它还在一台测试发动机上进行了滚动停缸技术的测试。该设计进一步减少了泵气损失。原理在于,关闭的气缸会不停地切换:每个气缸在正常运行四个冲程之后(正常喷油点火),接下来的四个冲程不喷油不点火,下面再次正常运行四个冲程,如此循环。

    官方的测试结果显示,基于具体的测试循环,滚动停缸技术与静态停缸技术相比可以使油耗进一步降低2%,同时不会影响发动机的排放。

    在降低变速箱动力系统扭转振动方面,离心摆式吸振器已经被证明是一项有效的技术。不过,主动滑行逐渐成为今天车辆的一个发展趋势。

    此外,舍弗勒还针对变速箱应用开发了一款新型超低摩擦轴承——角接触滚子轴承(ARU)。该产品在设计上类似于圆锥滚子轴承,具有较高的承载能力和使用寿命。

    与圆锥滚子轴承不同的是,角接触滚子轴承可以承受双向轴向载荷,因此可应用于定位及非定位轴承布局。该设计的主要特点是低摩擦,因此进一步提升了传统动力系统的效率。

    好了,我知道你看的有点懵,我们继续看下去。

    创新的电驱动解决方案

    舍弗勒在驱动方面的研发已经持续相当长的时间。而在未来相当长的一段时间里,电驱动将会是一大趋势。

    在本次研讨会上,我看到了弗勒新成立的电驱动业务部,展示了针对未来电动车及混合动力车应用的创新解决方案,包括集成了三离合器的超紧凑型混合动力模块、新一代电驱动桥以及专用混动变速箱。

    在此之前,舍弗勒凭借双离合器和可用于混合动力车的混合动力模块已经取得了市场的肯定。

    在被称为“P2架构”的混合动力方案中,电机位于发动机和变速箱中间。在目前的第二代混合动力模块中,舍弗勒已经成功将分离离合器集成到了电机中。该离合器负责切断电机与发动机的连接,从而实现纯电行驶。

    P表示的是电机的位置(Position),根据不同的分布,分别有 P0/P1/P2/P3/P4/P5,数字越小,表示电驱系统的安装位置也就越靠前。

    过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

    搭载舍弗勒P2电驱系统的车型包括海外市场上销售的大众捷达混动版、保时捷Cayenne混动版和国产的长安逸动PHEV等。

    今年,舍弗勒主打的产品P2混合动力模块系统正式引入中国生产。舍弗勒两挡平行轴式电驱动桥是中国市场上首款实现量产的两挡电驱动桥,已经应用在长安CS75 PHEV和长城WEY P8两款插电式混动四驱SUV车型上。

    过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

    长安CS75 PHEV

    过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

    长城WEY P8

    而本次研讨会上,舍弗勒展示的是第三代混合动力模块。

    在新的模块中,整套双离合器被集成到电机中——更准确地说,被集成到电机的转子中。为保证结合力,第三代混合动力模块采用了高性能跑车上标配的多片离合器,同时搭配了同样高度集成的执行机构来驱动三个离合器。舍弗勒打造了一款超紧凑型混合动力模块,使整个动力总成的长度非常紧凑,仅稍长于纯内燃机版的车型。

    此外,随着插电式混合动力汽车市场份额的不断增加,汽车制造商开始重新审视车辆变速箱的设计。除了将电机放在变速箱的前面或后面,他们开始考虑将这两者组合成一个整体结构和功能单元。

    这些汽车制造商就相当于是舍弗勒的客户,客户就是上帝。舍弗勒为“上帝”们提出了一个具有革新意义的概念——“专用混动变速箱”,又被称为被称为“DH-ST 6+2”。

    它基于机械式自动变速箱(AMT)开发而成,具有两个电机挡位和6个发动机挡位。与发动机并联运行的电机被整合到变速箱结构中,具有两个速比。

    过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

    舍弗勒为插电式混动车辆开发了一款紧凑型专用混动变速箱。这款变速箱集合了机械式自动变速箱(AMT)和动力总成电气化的优点,在提高驾驶性和舒适性的同时还降低了油耗和排放。

    这种结构的优势是可以大大提高电机在包括高车速下的效率。发动机拥有两个独立的挡位。在变速箱的两个部分中间还有一组“复合”齿轮,使发动机也能够利用电机部分的齿轮,这样就额外增加了两个挡位。

    该概念通过两次使用同一排齿轮,仅用5组齿轮便实现了6个发动机档位。仿真结果表明,通过“DH-ST 6+2”专用混动变速箱不仅可以帮助车辆实现运动性能以及220kW的系统性能,还可以获得较低的WLTC油耗,百公里仅为4.5L。

    “我们可以根据客户不同的要求和驱动需求提供理想的解决方案。”舍弗勒汽车主机事业部首席执行官马迪斯·青克对在场的430多家客户强调。

    后记

    从研讨会上我们能够窥见,舍弗勒试图在未来驱动技术方面扮演重要角色。但毫无疑问,它还将秉承着“低调”的传统。

    随着汽车电动化的趋势,Formula E赛场上的竞争无疑将愈加激烈,但彼得·古兹默很肯定地对腾讯汽车表示,舍弗勒和奥迪继续携手,共同研发奥迪e-tron FE05的原型车动力系统。

    下个赛季Formula E即将重返中国大陆,也就是说,会有更多的人亲眼看到那个熟悉绿色的LOGO了。

    过去4年,舍弗勒最值得关注的技术成果都在这儿了

    正文已结束,您可以按alt+4进行评论
    责任编辑:rolandweng
    收藏本文

    相关搜索:

    为你推荐

    汽车视频

    访问购车通小程序
    您的位置 | 进入本地首页

    全国城市列表

    • 按拼音
    • 按省份