格特拉克副总裁Rolf Najork：混合动力驱动

　　中国汽车工程学会联合中汽翰思管理咨询公司于2010年4月23日-24日、第十一届北京国际汽车工业展览会期间，在北京国家会议中心举办“2010国际汽车自动变速器技术及中国产业化研讨会”。搜狐汽车全程报道。

　　以下是格特拉克公司集团副总裁Rolf Najork先生题为《混合动力驱动》的报告实录。

　　Rolf Najork：早上好大家，非常高兴能够有机会，向在座的各位发言。我的发言的主题是《串联式混合动力驱动》，所以我们已经从传统的变速器，已经向电子混合动力迈进了一大步，大家可以问这个问题，为什么在变速器大会上讲我们这个技术呢，待会儿跟大家介绍一下变速器，还有新的变速器技术，能够给电动车，在今后提供非常重要的支撑作用。能够让电动车的业务更为成功，待会儿跟大家介绍这一点。

　　在我们去年在上海曾经，目前我们在市场上推出了第五个DCT技术，我们要拓展我们的事业，进入到电动车的领域当中去。像昨天在小组讨论中说过的，电动车将会是未来交通行业的非常重要的现象。而且这也会进一步促进变速器业务的产业的发展，变速器今后在电动车的技术发展中，会发挥一个非常重要的作用。在我今天的发言中，主要跟大家介绍一下我们的开发目的，我们这个项目的开发目的是什么，之后介绍一下动力总成的设计，然后介绍一下我们的运行模式怎么样的，最后跟大家介绍一下我们在电动车中的变速器技术，做一个简要介绍。我们的目标是什么呢？我们在开发这个项目的时候，有什么样的目标呢？我们的目标就是要使得电动车是让大众承受得起，也就是说，我们的动力总成，无论是电动车，还是混合动力车，对B级车和C级车，要将他们变速器的成本，限制在五千美元之内，这样的话呢，我们的电动车或者是混合动力车，就能够制订一个比较合理的价位。同时呢，我们也要研发我们的动力总成的时候呢，它要将今天的传统的内燃机的一些内在的缺陷给解决掉。比如说在今天，我们知道车辆可能最高时速只有160公里，对于很多的车辆而言，这样的最高时速显然是一个限制因素，第三点我们要实现的目标就是，我们希望能够使得电动车驾驶的里路程更远，因为在城市里面，电动车的时速是50公里，我们有了新的变速器，实现更低的二氧化碳的排放量。另外让我们动力总成的功能更为强大，能够跟内燃机媲美。我们看一看电动车今天面临什么样的制约因素的话，电动车依赖电池传动的，今天的成本应该是五百到一千欧元，意味着一万人民币，对于每千瓦时来说呢，成本是一万元人民币，这是非常大的成本。另外呢，电池的重量很高，我们需要更大的电池容量，比如15千瓦时的电池能够运行更远的距离，今天电动车面临的主要限制瓶颈是电池，我们设计新的动力总成的时候，总是要关注电池，让我们的动力总成使用最小体积的电池来运行。

　　我们选择了这个概念，名字叫做Range Extender，我想大家今天听到了很多概念，它是电动车与内燃机之间的一种比较，往往是使用串联混合动力的，我们在这里采用了不同的概念，我们能够直接地来实现机械两速变速器，通过机械两速变速器，我们能够将内燃机直接驱动，使用非常高效的，非常小的汽油内燃机。我们会使用非常小的电机，我们会使用非常小的电机和发动机，同时运行并联的混合模型，我们的内燃机很小，体积很小，当我们将两者共同运行的时候，在混合动力中，实现非常好的性能。我们的目标是要实现认证，我们要在二氧化碳认证方面，要实现每公里五十克的二氧化碳的排放，使得这个技术具有吸引力。

　　在这里可以看到我们的产品概念，这里是我们的研究的系统架构。这里大家可以看到，有三十千瓦的发动机，这里大家可以看到，有牵引机和发电机，中间有两套的行星齿轮组，这里一方面齿轮组是用电机联系的，另一方面的行星齿轮组用发动机内燃机联系的。中间我们看到，这里有不同的离合器，这些离合器将齿轮组联系起来，将行星齿轮组联系起来，所以就整个变速器可以进行整体的运行。另外还有一个离合器，我们有两速，但是有了三个离合器之后呢，我们可以来采用不同的驾驶模式，可以并行运行，可以运行内燃机，也可以运行电机，采用三种不同的燃烧模式，采用三种不同的传统模式。如果看一看这个剖面图的话，大家可以看到一些详细的技术细节，这是中间的轴，我们在这里有一个内燃机，在这里左侧，这里大家可以看到，我们有电机，这里是一个，这里有一个离合器，能够跟，这里是行星齿轮组，这里是环形齿轮组，这里有两个离合器，这是功率离合器，这样的话，我们就能够支持或者是阻截变速器，由此能够将其与这种齿轮联系起来，通过这样的架构，能够实现两速变速器，能够实现各种不同的运行模式。

　　当我们看一看运行战略的话，大家看到这是系统所需要的功率，这里是速度，那速度低的时候，就可以利用电动车辆在城市道路上是非常适合电动车辆的行驶的，速度上升的时候，开始使用内燃机。但是我们可以使用，在这个速度里程之内使用内燃机。如果我们使用内燃机的全部功率来行驶的话，能够达到什么样的速度呢？也就是说一旦出了城市之后呢，我们的动力总成的运行就会采用内燃机的模式，它就会产生静态的负载，这个静态的负载总是来自于内燃机的。有了两速的变速器，我们就能够将这种运行的区间来把它运行在这个区间里面，因为在这里呢，我们的速度又再一次地降低，内燃机可以再次减少。由此能够需要的电池的体积就会有所减少，从而减少电池的成本。

　　在峰值功率运行的时候，我们可以将电机和内燃机综合起来利用，由此可以实现非常好的车辆性能。而且我们能够做的是什么呢？我们可以，所以我们的两速变速器，可以应用在不同的驾驶模式之中。我们可以看到利用B级车作为例子，看看它可以实现什么样的性能目标。最高的车速最高时速达到130公里每小时，主要取决于性能。加速的时候，0到50公里需要五秒钟，对于这样的小型汽车来说是完全足够的。除此之外爬坡能力也是可以满足的，30%的坡度可以启动，在30%的坡度，另外对于20%的坡度而言，车辆的速度也能够达到每小时十公里，对于城市而言，这样的速度足够应付了。还有一点很重要，电池的体积非常小，我们有两缸的发动机，第一个是汽油的发动机，在这里大家看到变速器位于中间，像我刚才说过的那样，这是前面的一个示图，大家看到这里是发动机，这里还有一个视频，希望能够打开。有没有人能帮我打开这个视频呢？我打不开。抱歉，打不开，否则的话，我可以跟大家显示一个3D的模拟了，打不开，我们接着讲吧。

　　我们有牵引机，牵引机的布局，也是出于对于进一步的优化性能的需求，做了这样的设计。所以呢，我们要在设计电机和牵引机的时候，将体积设计的尽可能小，因为有两速的变速器的话，我们的发动机的体积不可能太小，所以电机的体积要尽可能做的小。同时我们需要能够在电动车上来实现恒定的功率，30千瓦到130千瓦每小时公里，如果我们在这里可以看到，通过加速的需求，来规定我们的牵引机的峰值功率的。比如说呢，我们可以使用这些不同的车辆B级车和C级车，以及其他的电动车，来制订我们的牵引机的性能数据。在这里呢，大家可以看到，这是一个汽油发动机，我们可以看到，我们这里有一个发动机，这个发动机很小，是一个两缸发动机，这是一个很老的发动机。优势是我们运行发动机的时候呢，只是它能够实现非常好的燃油效率。因为发动机体积非常小，而且呢，它在一些传统的停车档的停车负载的状态下，发动机不运行，因为体积非常小，所以这样能够实现非常好的燃油效率，这是一个两厢的发动机。两厢发动机已经减小了发动机的体积了，而这种发动机体积的减小，能够帮助我们实现非常好的燃油经济性。

　　下面介绍两速变速器，能够提供更好的车轮扭矩，速度更低，这是非常重要的，能够实现十到五十的性能，另外一个非常重要的要点是，我们能够使用更小的电机。我们能够使用更小的电机，实现更快的加速，待会儿可以有一个图片，跟大家显示这点，非常小的电机，意味着电磁功率很低。

　　成本大幅度地降低，我们知道使用这种技术，有机会在上山的时候，使得这个机型表现的更好一些，这样速度不会消失，而且这种内然的机型，还可以实现燃油的有效性，勾画这么一个有效性的图表，可以看到其中的表现，而且小的电子机械相对来说重量比较的低，成本比较少，这会影响到我们在电池方面的表现。如果看这边，这是一个普通的电动机的一个运行的情况，我们看到这是一个性能的一个表现的情况，比较高的性能在这一边，比较高的效率在这一边。然后我们可以能够实现一个比较高的5%的效能的改进，我想没有人放弃5%的效能的改进。

　　这里是有一些数据，关于加速的。如果我们使用一个单速的电动驱动的变速器的话，如果你想能实现15秒之内的0到50公里的加速的话，我们可能需要一定的功效，这张表可以表现出来，如果使用两速的变速器的话，从0到100公里需要62瓦才能够实现。所以说通过新的这种双速的，两速的变速器，需要52千瓦，所以在两种不同的变速器的情况，表现是不一样。我们引入新的原型，在原型当中，看到动力总成的情况。在车的前端有一个两汽缸的发动机，中端还有30千瓦的电机，这边是发电机。因为这个发动机非常小，所以说这个动力总成在小型的乘用车里面都是可以使用的。而且我们现在正在进行的工作就是，把它放到另外一个应用当中。就是要用三汽缸的发动机替代这个设施，这样需要更高的功率。当时这也是非常好的选择，我们还是使用汽油机。因为汽油机相对来说，一旦在比较好的运行的点进行运行的话，实际上表现不会比柴油机差，整个的重量，还有后处理的效果比较好一些。这是我们另外一个范例，也是我们在B型车里面的模型，可以很容易用三汽缸的发动机替代。

　　所以我们的这个新的理念的优势何在呢？首先这种牵引力可以从整个的这种功率当中产生出来，也就是说我们可以使用电动的牵引机，以及内燃机同时进行运行。同时只安装比较小的电动机，确实可以获得非常高的两速的变速。另外我们还有其他的一些系统的演进，比如说可以使用其他的电动来源，而且呢，这两种不同的速率，可以使得我们有比较好的性能，并且能有更好的驾乘的乐趣，能够降低整个电机的大小。同样的，有了这种两速的变速器，有更好的机会能够在一个比较小的发动机里面，发出更多的电力。我们还可以解决在电动车和这种传统的混合车之间的关系，也就是说可以把这个车作为纯电动车运行，只要这个电池是满的，但是同样也可以把它作为一个纯内燃机的车进行驾驶。所以说可以根据不同的国家，不同的软件的配置，或者说当本国能源的供应决定，比如说法国有很多核能的发电站，可以实现这种电动的汽车的使用，如果在有一些国家，使用很多的火力发电厂的话，可以减少电动的这部分，因为显然会造成更多的二氧化碳的排放，发动机好一些，可以使用其他的方法，当然可以就这一点，做很多的模拟。

　　好的，我们现在呢，是学到了什么的内容呢？我们首先可以能够实现45.5克每千米的，在B级车里的二氧化碳排放的减少。同样有这样的车辆，所有的运行点比传统的内燃机，或者传统的动力总成更加优异，而且在城市的驾乘当中呢，我们觉得它表现的也比混合汽车更好一些，所以如果你使用内燃机，使用这种化学的燃料的话，我们就可以获得最高的一个效率，而且更好的一个二氧化碳的排放。

　　在比较稳定的状态下，燃油的油耗也是比起柴油的动力总成来讲呢，更具有竞争力。实际上这个概念，也像我之前讲过了，我们可以在每千瓦时减少500欧元，而且可以使得成本大幅度降低，这比传统的车辆来讲，当然节省很多的钱。但是对比电动车的成本的话，只是一个电动车的很小的一部分的成本。这个系统使得我们可以使用非常小的一个储能器，而且讲到的车辆，有更好的电池，更好比如说8千瓦时的这种容量，在这个容量当中，我们可以驾乘五十公里左右，所以我讲到演讲的最后一部分了。

　　我们相信这一项增进型的拓展器概念，能够使我们在短期或者中期实现动力总成电气化的一项良好的解决方案，并且我们可以将我们的电动车方面的驾乘概念，进行进一步的拓展，可以一年销售二十万辆或者十万辆，我们看到在五十公里的范围内，使用这样的车辆，还是可以实现非常好的驾乘，唯一的一个区别呢，这个唯一的区别，你肯定要接受的。那就是你不能达到170公里，或者说一个小时里面达到170公里的速度，所有的国家，除了德国之外，对这一点无所谓的，因为在长距离的驾驶当中，这个速度不允许的。而且在成本的角度，我们刚才讲过了，会低于五百欧元每千瓦时，所以说，我们现在可以做的，不光是使得客户并不会出现这种功能性的这种副指数，也就是说你有了这个动力总成，可以在整个的城市的驾驶当中，进行自然的驾驶。并且呢，如果你增加这个电池的大小的话，你当然也就很容易地把它变成一个电动的汽车。另外呢，我们不但能够低排放，能够没有噪音，并且呢，还可以有比较长的一个驾驶，并且可以实现现实世界的二氧化碳排放的减少，使它更好来贴近一个长期的市场。

　　这种纯电动化的驾驶，是只有在你纯使用核能发电的情况下，才能够带来非常好的一个效能。至少在今天的这些电厂的效能之上呢，表现是这样的。讲到这里呢，我就讲完了，非常感谢大家，我期待大家提出的问题。（掌声）

　　韩枚：提问时间。

　　提问者：我的问题是我看你使用了这种三层的，你使用了这种特殊的一个离合，你是用三个离合进行齿轮和这种驱动， 是使用的柴油机还是汽油机，还是你使用，也就是说你如何来进行三个离合的操作。

　　Rolf Najork：关于促动的方面我需要解释一下。

　　提问者：有其他额外的油泵吗？

　　Rolf Najork：是的，有一个额外的油泵。

　　提问者：油泵是电动机还是发动机驱动的。

　　Rolf Najork：不是，现在有很好的电动的。

　　提问者：是单独的吗？

　　Rolf Najork：对，单独的油泵，但是呢，这只是我们的第一代，我们现在正在做第二代的研究，最后希望能够完全实现电动的操作，这样也还是有机会能够将一部分的能源，实现充分的利用，谢谢。

　　提问者：你能给我们描述一下你的这个两速一个齿轮的速率吗。

　　Rolf Najork：我现在没有一个数据，不知道怎么告诉你，现在的速比我不知道，但是我想它并不是非常的高，应该是在不会超过2，但我不知道具体的数目是多少。

　　提问者：很有魅力的方案，第一个问题是两速的发动机是不是一个特殊的发动机，特别是对发动机这样的一个振动是不是有特殊的处理。第二个问题就是说，这个发动机是不是有可能给电池充电，在发动机不工作的时候？

　　Rolf Najork：关于你第一个问题，你问到是不是特殊的发动机，发动机并不是特殊的。你刚才问的意思是说，我们是不是有其他的轴承，实际上我们并没有，只是把它纯粹的研究发动机进行制造。那么可能在其他的一些特殊的发动机当中，可能有一个比较独特的比如说平衡轴，或者说其他的部分，但是我们发动机特殊的部分，是这个发动机主要进行这种动力总成的持续的负载，所以说比普通的一个内燃机要复杂一些，有比较少的动力方面的要求。我们只在两千，在四千RPM的范围内运行，我们不会在更高或者更低的范围进行。我们要保持在一定油耗的范围内，现实中，我们更希望使用三汽缸的发动机，因为实际上大多数的客户喜欢三汽缸的。

　　第二个问题什么来着？当这个电池空的时候，我们总是可以让它进行混合的运行，我们有一个小的发动机，可以用电动的发动机，如果这个能源，就是说这个里面的能源，不能使用发动机的时候，我们比如说电池没有电的时候，这样你就不能再发任何的电了。但是由于我们这里是电动的CVT，这基本上暂时也是一个理论性的CVT，所以说呢，我们另外一个优势就是它是一个两速的变速器。所以说，当降到二十公里以下的时候，我们还可以使用内燃机，就算是电池完全空了，在城市的交通当中，我们可以进行内燃机的使用。就算是同时使用这种混合的方式，我们还是可以再重启发动机的。

　　提问者：你好，我是研究生，想问您一个问题，是不是对比过您的两速的变速器，与丰田的设施进行对比，您觉得您的系统和普锐斯系统有什么区别？

　　Rolf Najork：我们确实对比过普锐斯，我们还进行过计算，我们觉得在电动的容量方面是非常不一样的，如果非要做一个对比的话，这个经典的混合的汽车，比如说像丰田的普锐斯，在这个系统中，如果有一百千瓦时的发动机的功率的话，可能在牵引的发动机方面需要同样的功率，不然没有办法上路，所以必须把电力进行两次的储备，所以说有三个来源的能量，那就使得这个系统比较的重，成本比较高。但是我们的概念是使用我们的系统作为一个这种平行的混合体系，这样呢，我们的性能或者说在这个车辆过程中，就比较少的电的内容。而且呢，我们这实际上在整个的电力的混合过程中，是非常大的优势。我们在加速的时候，可以实现能源的共享，而且还使得电动的设施的大小呢，实现了轻量化，实际上尤其在进行混合车辆驾驶的时候，也是非常好的方面。

　　韩枚：还可以问两个问题，这里。

　　提问者：欧洲市场还是中国市场，还是其他的部分，实际上这只是一个原型的车辆，暂时是原型的车辆，我们的是针对全球市场进行设计的，但是我们在欧洲呢，看到大家是比较感兴趣的，中国也是比较感兴趣的。所以说这个车辆可能先在中国来进行销售，因为中国在电动驾驶方面是有很多的雄心的。所以我认为这也是中国发展方面的一个战略，这实际上这项技术也是我们可以向很多客户提供的。我们使用了很多的DCT的部件，所以我们认为现在还有机会在中国进行销售，因为呢，它是非常适合一些又有城市交通，又有这种长距离的驾驶的这种国家。

　　如果我们比如说卖到日本，日本你们是城市交通比较多的，这样你们就可以使用纯电动汽车，根本不需要六百公里的驾驶，所以说这种设施呢，是给又需要城市交通，又需要长距离驾驶的这种国家。

　　提问者：非常感谢。我想这是一个非常有趣的方法，我关注的一点就是在加速方面的性能，尤其是原型的产品是从0到100公里，需要15秒。比如说像我的国家在日本，我们的驾驶者有的时候，需要快速的加速，我想呢，如果能够实现牵引机的能量和发动机能量实现一个平衡的话，我们需要再重新考虑一些部分，那么在这个情况下，如何来获得一个更好的这种加速的性能？是不是你们在这方面做了什么研究，能够让我们有比较好的一个发动机，或者电机的好的表现呢？

　　Rolf Najork：实际上我们做了变速器方面的研究，我们比如说可以实现两倍的扭矩，或者两倍的发动机容量的这种研究，比如说两汽缸的发动机，或者说这种电动机，我们都进行了研究，这个系统非常具有拓展性的。而且我们只是在小型的设施当中进行了一些设计，当然可以进行进一步的拓展，比如说对内燃机，还有电池的汽车来讲呢，都是可以使用的。我们还根据市场的需求进行拓展，比如说去另外一个市场，使用五十或者六十千瓦的机械，基本的理论是一样的，可以用三汽缸，然后基于这个系统之上，也是一样的。所以我们想这是我们这个概念，或者说性能表现的最低的低端的数据，如果你想节省更多的成本，获得更高的二氧化碳排放的降低，可以对它进行一个拓展。那么这是一个非常简单的工作，最终可能需要一个比较大一点的电池。这个成本也就会稍微高一些，如果你想实现这种非常环境友好型的驾驶，这个成本不算什么了。

　　提问者：谢谢你的发言，我想在这里问你一个问题，你们是不是看电动车的时候，有没有考虑过未来三到五年是不是能够在电动车上利用你的产品呢？

　　Rolf Najork：我可能会预测错误，我想在2020年的时候，我们肯定会有更多的纯电动车上路，市场会有2%到3%的市场份额，如果幸运的话，能够实现这个份额。因为目前我们还没有办法来避免成本这个问题，纯电动车呢，现在要推行起来还比较得到政府的补贴，因为今天纯电动车还是需要电池，而这个电池的功率，这是非常大的成本。所以目前这个成本太大了，还不至于让我们把这个纯电动车去投入，完全的商业化使用。所以首先需要来解决电池的瓶颈问题，应该尽可能缩小电池的体积。如果看一看未来的混合动力车的话，观点是不同的，混合动力车做好准备了，可以来到市场上了，尤其是跟汽油混合的动力车，在未来几年中，市场份额会高达20%，因为对电池的容量要求不是那么严格，这是非常重要的一点，电池的确是一个很瓶颈的问题。因此我们认为必须要把电池的体积做的尽可能小，但是只是做的电池的体积尽可能小，还是不够的，对于纯电动车的上市而言还是不够的，因为需要驾驶更远的距离，如何对电池进行充电，有一些充电的基础设施，这是很重要的问题，这是会提升成本的，是我们对2050年预想的技术，这种技术至少让我们进入到纯电动车的研发的过程中去，这是入门级的技术，这个技术可以持续十到二十年的研发过程中的，谢谢。