作者：電動汽車時代網(wǎng)

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　　上周末，當被通知要去參加上汽榮威eRX5純電動汽車變速箱原理的試駕時，有兩個問題出現(xiàn)在純電動汽車變速箱原理我腦海里，第一個想知道這款車質(zhì)感如何，這個需要與車子多接觸、多體會，才能判斷；另外就是上汽那套EDU系統(tǒng)，雖然EDU全稱不了解，但我估計是“電控驅(qū)動單元”之類的。

（EDU)

　　評價質(zhì)感就不說了，話題比較大，今天主要說下EDU，為什么我那么關(guān)注EDU呢？

（E-CVT)

　　首先，前面說了，EDU是電控驅(qū)動單元的意思，也就是其它驅(qū)動力通過它的控制，然后再傳遞輸出。一般來說，并聯(lián)及混聯(lián)系統(tǒng)有兩種及以上動力來源，一個內(nèi)燃機與多個電動機組合，這時候就需要動力耦合裝置來銜接這些源動力并輸出給傳動軸，比較出名的是豐田的E-CVT、本田的PCU等。豐田的混動之所以讓全世界折服，最重要的原因之一就是這套 強大的E-CVT，因為阿特金森發(fā)動機可以調(diào)教與電動機等配件可以買到，唯獨這個傳動系統(tǒng)只此一家，因此，電驅(qū)動系統(tǒng)對混合動力的重要性也就了然了。

　　再說另外一個原因，2007年，離特斯拉第一款量產(chǎn)車Roadster上市還有一年時間，特斯拉委托英國Xtrac生產(chǎn)的兩檔變速器，原本以為非常順利，但實際跑了40秒就報廢了；與此同時，馬斯克與CEO艾哈伯德在管理上產(chǎn)生嚴重分歧，導(dǎo)致創(chuàng)始人兼CEO的艾哈伯德憤然離去。由于2檔變速箱技術(shù)與成本問題使得Roadster遲遲無法量產(chǎn)，最終，馬斯克拍板否定Roadster安裝2檔變速箱的計劃，取而代之的是電動汽車單速變速箱，也就是現(xiàn)在很多電動汽車常用的固定齒比變速箱。2008年，Roadster順利量產(chǎn)，但性能與當時標定的大打折扣。

（roadster)

　　記得之前與博格華納全球CTO交流新能源汽車變速箱問題時，他表示：新能源汽車還處于基礎(chǔ)開發(fā)階段，運用多檔變速箱肯定是未來趨勢，博格華納在這個技術(shù)上已經(jīng)有布局，現(xiàn)在很多電動汽車都不用，主要是因為單速變速箱能夠滿足基本用途，還有新能源汽車多檔變速箱比較匱乏。

　　的確是這樣的，為了解決電動汽車起步扭矩更強、效能更高的問題，不少廠家給電動物流車安裝了傳統(tǒng)5速手動變速箱，我也親自開過，操作是一樣的，只不過它不會熄火，以后有機會開的話，可以做個評測跟大家分享。

　　總而言之，特斯拉這個2檔變速箱技術(shù)難到什么層度，我們并不清楚，但可以確認兩點，第一，特斯拉的2檔變速箱當時沒搞出來，第二，應(yīng)用2檔甚至多檔變速箱，新能源汽車性能更強大。

　　可能有人會問，為啥用了兩檔甚至多檔性能更強大？

　　這就要說到電動機的外特性曲線了，一般驅(qū)動電機起步階段是恒扭矩，扭矩最大，這就是為什么電動汽車起步很猛的原因，隨著轉(zhuǎn)速的提升，到額定轉(zhuǎn)速之后，電動機轉(zhuǎn)到橫功率區(qū)間。如果傳動部分是固定齒比變速箱，也就是只有一個檔，那么到了高轉(zhuǎn)區(qū)間之后，扭矩越來越小，功率也同步下降，這時候不僅再提速很困難，而且電動機的工作效率也越來越低。

　　所以豐田的混動系統(tǒng)速度上了七八十，電機運轉(zhuǎn)乏力，這時候發(fā)動機就會啟動，如果跑高速的話節(jié)油效果不明顯，反而在城市里越堵越省油，還有好多插混也是這樣，純電動模式跑到100或者120公里每小時發(fā)動機就會介入。

　　總結(jié)下就是，電動機高速運行乏力，而且效率降低。如果再加一個前進擋，多了個速比，同等速度下，電動機的轉(zhuǎn)速更低，效率更高，再加速不會那么吃力，也更省電，續(xù)航更多。

　　通過上面的分析，純電動汽車變速箱原理你們應(yīng)該清楚了兩點，新能源汽車應(yīng)用多檔變速箱是個趨勢，其次，EDU對上汽很有意義。那么，再回到文章原點，上汽這套EDU如何呢？工作原理是什么？

　　EDU構(gòu)成與原理

（EDU爆炸圖）

　　EDU的零部件構(gòu)成如上圖，主要構(gòu)成是“雙離合器（C1、C2）”、“雙電機（TM、ISG）”、液壓機構(gòu)與兩檔齒輪。其中離合器采用干式離合器，具備免維護、無拖拽損失的特點，響應(yīng)時間小于200ms。ISG與TM電機均采用具有良好制造工藝的高性能、高質(zhì)量永磁同步電機。

（EDU傳動效果圖）

　　根據(jù)行駛狀態(tài)，整車控制器給出指令，液壓機構(gòu)在兩組齒輪切換以同步換擋，其中一檔速比為1.912，二擋速比為1.021。C1離合器靈活閉合，改變工作模式。

（EDU電氣原理圖）

　　EDU工作模式

　　上圖是上汽插混系統(tǒng)的電氣簡圖，比較簡單，除了常規(guī)的三電技術(shù)，最核心的就是動力耦合裝置EDU。由于EDU的存在，這套混動系統(tǒng)具備6種工作模式：

　　當車載動力電池電量較高時，僅啟動TM電機驅(qū)動車輛，這是純電動模式。

　　當動力電池SOC（電量）下降到一定程度時，整車控制器給出指令，這時發(fā)動機點火并驅(qū)動ISG電機發(fā)電，給動力電池充電，此時，動力電池一方面繼續(xù)給TM電機供電維持行駛，另一方面增加電池SOC，這就是增程模式，或者串聯(lián)模式。

　　當動力需求更多而TM電機無法滿足時，C1離合器由常開變?yōu)槌ｉ]，這時候發(fā)動機、ISG電機與TM電機三擎共同驅(qū)動車輛，這就是并聯(lián)模式。

　　以上是三種驅(qū)動方式，下面三種模式則是能量回收與充電；

　　當不踩踏板自由滑行與踩制動踏板時，制動能量會通過ISG電機或者TM電機進行發(fā)電，然后給動力電池充電，這就是能量回收模式，另外，上汽這套能量回收模式分三個等級，等級越大，回收能量越多，汽車滑行距離更短，但是拖拽感較強，影響體驗，所以，因人而異吧。

　　當SOC較低時，發(fā)動機驅(qū)動ISG電機發(fā)電，這時候C1離合器可以閉合也可以斷開，TM電機繼續(xù)驅(qū)動車輛，這是行車充電。

　　當SOC較低，發(fā)動機驅(qū)動ISG電機發(fā)電，C1離合器斷開，C2離合器閉合但TM電機處于怠速模式，這是怠速充電。

　　由于上汽這套系統(tǒng)設(shè)計目標是：“電為主，油為輔”，C2離合器常閉，所以僅發(fā)動機工作的模式并沒有，這樣就會避免有些消費者買插混只用油不用電的尷尬，所以，它算真正的節(jié)能汽車。

　　說完這些，純電動汽車變速箱原理你們差不多懂了，其實這套系統(tǒng)并不復(fù)雜，不管什么工作模式，EDU最核心的是兩檔之間的靈活切換，那么液壓機構(gòu)就非常重要了，據(jù)相關(guān)資料顯示，EDU液壓模塊是德國進口，另外，上汽不僅為EDU做臺架實驗，還在全工作模式下實驗16萬公里，所以，它的可靠性是值得信賴的。

　　最后就是總結(jié)了，很多人都知道新能源汽車最核心的技術(shù)是三電技術(shù)，其實，這個太寬泛了，掌握一個三電技術(shù)對主機廠而言是非常容易的，但是掌握不代表精通，通過廠家技術(shù)宣傳與講解，你就可以了解到這個廠家的大概技術(shù)水平。比如，豐田在混動技術(shù)的領(lǐng)先全球都知道，而他們對外宣傳除了基本的混動技術(shù)，還涉及到稀有化學(xué)元素的使用，當一個產(chǎn)品開發(fā)涉及到化學(xué)元素這什么概念呢？這不是主機廠該干的“應(yīng)用”級別了，而是“研究”級別，然而我們很多自主品牌都在以掌握三電技術(shù)為賣點，實在是唏噓不已。所以，對于上汽開發(fā)的這個EDU，其重要意義上面也說了，我覺得最重要的是上汽這種創(chuàng)新模式的培育。

　　自動變速器發(fā)展史，為啥擋位越來越多？

　　作者：AutoLab

　　可以說，變速器軍備競賽從寶馬7系的ZF 6AT正式拉開帷幕。

　　為了還擊寶馬7系6AT的挑戰(zhàn)，2003年奔馳推出了全球獨創(chuàng)的7速自動變速器（7G-TRONIC）。這款變速器可以說是奔馳集大成的結(jié)晶，其與奔馳高效的發(fā)動機共同提升了車輛的加速性能和中速功率，并降低了油耗，提高了換擋舒適性。

　　這在當時來講簡直破天荒誕生。當大家都在仰望著ZF 6AT的光芒之際，奔馳直接從5AT升級到7AT。更多的擋位意味著獲得更大的總傳動比范圍，同時各個傳動比之間也比5速變速器更加接近，無論車輛在哪個速度行駛都可以獲得最佳的傳動比。

　　除了省油，7G-TRONIC變速器也是非常適合競技駕駛，它的Kick-Down降檔并非按傳統(tǒng)的順序逐一退擋，而是一次就降到需要的擋位，且最多可直接降四個擋位，以此獲得更高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速榨取動力（英菲尼迪的7速變速器也是共享奔馳的）。

　　△奔馳7G-TRONIC變速器

　　這場變速器的軍備競賽硝煙蔓延到了東瀛。到了2007年，雷克薩斯推出了劃時代的新款旗艦車型LS 460。V8發(fā)動機的性能多么強悍油耗多么低這些大家都耳熟能詳了，更驚人的是這款車型采用了8速自動變速器。相比老款6AT，愛信這款全新的8AT變速箱的傳動效率提高了2.9%，而且重量更輕，可以承受的最大扭矩比6AT更大。

　　不過遺憾的是這款由愛信生產(chǎn)的8AT變速器成本太高、結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，使得現(xiàn)在ZF后來者居上，占據(jù)了大部分豪華品牌。現(xiàn)在僅存還在使用愛信8AT的車型除了雷克薩斯LS之外就只有大眾途銳、保時捷卡宴以及保時捷Panamera S Hybrid。

　　△愛信生產(chǎn)的8AT變速器成本太高、結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜

　　可以看出，越多擋位的車型往往都是率先采用在豪華品牌的旗艦車型上面，看來與我們普通消費者距離很遠，但是這種狀況在2013年就被打破了。來自美國的Jeep正式發(fā)布了一款創(chuàng)造汽車歷史的產(chǎn)品——全球首款 9速乘用車全新Jeep Cherokee，也就是我們熟悉的自由光。大家驚訝的地方不但是這款車擋位居然達到9個那么多，而且還是出現(xiàn)在一個專做SUV車型的品牌。

　　△ZF的9AT變速箱，而且是橫置的設(shè)計結(jié)構(gòu)非常緊湊

　　從Jeep自由光9AT再到路虎攬勝極光9AT，奔馳也推出了其自家的9G-TRONIC（9速自動變速器），現(xiàn)在通用和福特也已經(jīng)推出了聯(lián)合開發(fā)的9AT，9AT變速器相信未來很快會普及。

　　△驚訝這款車擋位居然達到9個那么多，而且還是出現(xiàn)在一個SUV車型的品牌

　　△路虎極光也是最早采用9AT的車型之一

　　就像當年預(yù)測2012世界末日究竟會不會來一樣，大家都紛紛討論，自動變速器擋位軍備競賽應(yīng)該消停了吧。業(yè)界大碗奔馳首先發(fā)話表示不再開發(fā)9個擋位以上的變速箱，因為他們通過電腦計算模擬了810億次不同配置變速箱的工作后得出的結(jié)論。

　　△北美車展發(fā)布的全新一代雷克薩斯LS，也已經(jīng)采用10AT變速箱

　　但就在差不多時間，故事的主角又一次變成了雷克薩斯。Lexus在2016北美車展期間發(fā)布世界上首款搭載10擋變速箱的量產(chǎn)車型——LC500。啪啪啪，這臉打得真心響。

　　LC 500采用了一臺是與RC F及GS F相同的5.0升V8自然吸氣動機。這臺發(fā)動機最大輸出功率473馬力，527?！っ椎姆逯蹬ぞ?。相比一眾渦輪增壓發(fā)動機，這些數(shù)據(jù)顯然顯得有些孱弱。不過這些都不重要了，因為它最大的亮點就是來自于搭載了一臺愛信提供的10速變速箱。

　　可以肯定說，這款10AT不僅僅只是一個數(shù)字而已，全部10個擋之間保持均勻的齒比間隔，換擋節(jié)奏感十分強，而且換擋時間僅為0.2秒，與雙離合變速器差不多，而且高速巡航的時候100km/h就能夠上到10檔。當然，這款屌炸天的變速器接下來會陸續(xù)推廣到雷克薩斯旗下很多車型。截止到現(xiàn)在，本田和福特也正式加入了10AT大軍，它們旗下的量產(chǎn)車型也紛紛用上了10AT變速器。

　　△誰曾想到，我們的變速器已經(jīng)發(fā)展到10個擋位

　　汽車變速器由1個擋位發(fā)展到5個擋用了差不多100年，而由5個擋發(fā)展到今天10個擋僅僅大約30年時間。技術(shù)的高速發(fā)展為我們帶來了日新月異的變化。雖然很多廠家紛紛站隊，有些表示9擋自動變速箱已經(jīng)達到現(xiàn)在技術(shù)的物理極限，而另外有些更是孜孜不倦繼續(xù)在為增加多一個擋位而奮斗。

　　無論結(jié)果如何，我們更愿意看到的是這些新技術(shù)未來能夠應(yīng)用到越來越多的車型上面，惠及廣大消費者，這才是功德無量。

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