稳步增强——宝马大力发展电驱传动技术

近期,宝马电驱系统的研发负责人Andreas BUCHNER针对变速器研发人员的角色转变过程,以及德国汽车业向电驱技术的过渡现象进行了重点论述。


自宝马于1972年正式推出1602 e型电动车后,其会定期对旗下车型的电气化策略进行调整。毫无疑问,2021年是宝马旗下电动汽车发展过程中最重要的一年。


在宝马年度会议上,理事会主席Oliver ZIPSE制定了修正后的车型电气化战略。该项战略中提出:到2025年,宝马须为客户交付约200万辆纯电动汽车。


对于汽车制造商而言,逐步淘汰车用内燃机已是大势所趋。因此,变速器行业会在未来的某个时期内作出调整。在此期间的许多制约因素同样会影响到变速器的发展。


然而,宝马方面负责该项技术的领导Andreas BUCHNER坚持认为,变速器研发人员在未来一段时间内仍有用武之地。为了完成电动汽车的研发工作,变速器研发人员是不可或缺的。对于电动汽车变速器研发人员而言,尽管其负责的变速器档位数量较少,但依然需要保质保量地完成工作。


在正式负责宝马电驱动力总成的研发工作之前,BUCHNER曾担任宝马的变速器专家。在此期间,BUCHNER有力推动了宝马电动汽车变速器业务的发展,并将电力电子元件、电机及变速器集成为同一个单元。BUCHNER对此进行了解释,认为研发期间的计算结果、质量优化、生产路线,均须实现准确无误的目标。除了动力电池以外,宝马的电驱传动系统也采用了同样的工程标准。


观念不同


即使观念存在差异,但研发人员依然需要重点解决车型电气化所带来的一系列问题。BUCHNER提到,从制造方面来说,采用单速或双速变速器,工作的强度相对较低(low effort),但从工程标准角度而言,二者并无显著区别。从BUCHNER本人的观点来看,变速器与发动机相辅相成,并会同样影响到动力系统的整体性能水平、噪声-振动-平顺性(NVH)及排放需求。



宝马旗下电动汽车的开发过程与传统内燃机汽车的区别并不大。与由内燃机驱动的3系、5系和 7系等车型相似,BUCHNER的团队重点讨论了车型加速性、动力性、经济性和噪声等方面的指标,然后确定了相应的规格参数。为对新车型的加速性,最高速度及运行效率等参数进行优化,宝马旗下的研发人员采用了多种先进技术,并对变速器进行了技术调整。


环绕声


为改善发动机的NVH特性,宝马研发人员的关注点已经转移到消除变速器啸叫这一领域。为对该领域进行深入研究,研发人员仍面临着一系列技术难题。BUCHNER对此进行了解释,在最近的3~4年内,宝马研发人员将致力于降低整车噪声。宝马研发人员做了大量工作,意在优化齿轮的声学仿真开发工具,并且在仿真方面进行了许多详细的分析。



当齿轮啮合突然产生较大噪声时,研发人员不仅需要改进变速器设计方案,还需要通过一系列资源来优化齿轮的制造过程。目前,变速器面临的另1项挑战是高频振动,该现象通常不会在内燃机结构部件内出现。电机结构自身会产生具有不同阶次的频率。对于变速器研发人员而言,需要对存在差异性的部件进行重点考虑。通过采用该电驱传动系统,车辆可以实现变速功能,与传统自动变速器相似。


虽然该款用于电动汽车的变速器仍有技术提升的空间,但宝马未来的M系车型可能需要更多档位,而且研发人员目前正在研发1款超级跑车。对于传统的电动汽车传动系统而言,其会受到转速方面的限制,限值约为20 000~ 21 000 r/min。考虑到摩擦会引发一定的功率损失,所以研究人员决定选用1款多速变速器。目前,虽然宝马的部分车型变速器仅有1个档位,但只要将车辆0~100 km/h的加速时间保持在3~4 s之间,就不会产生任何影响。


结果不一


据BUCHNER提到,无级变速器(CVT)在未来可能是1项充满乐趣的产品,但在电动汽车的早期发展阶段,其并未发挥重要作用。发动机及电机之间的差异会对CVT产生影响。宝马研发人员后续会对CVT技术和电机功率曲线进行优化,以提升动力系统的性能。


作者:MICHAEL TAYLOR

整理:王少辉 

编辑:伍赛特


本内容来自汽车之家创作者,不代表汽车之家的观点和立场。
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