混合动力变速箱系统分析和设计

编号：C2006

讲师：段志辉

语言：中 文

CEU：1.3 CEUs (美国继续教育学分)

学时：3.0（上海市继续教育学时）

会场：上海市

地址：上海市

参会价格：4,500 元（含税）

中国车企的混合动力技术在整车油耗、系统集成和成本等方面，与国际先进水平存在明显差距。原因是混合动力变速箱产品和技术积累薄弱，研发高水平混动变速箱并合理应用的技术力量严重不足。

本课程目的是培养工程师进行混合动力变速箱研发、混合动力系统设计和混合动力车动力系统集成的能力。

课程首先介绍混合动力车、混合动力车工况及相互转换、混合动力系统构型分类、混合动力变速箱；接着介绍混合动力系统的分系统和零部件：发动机、电机、变速箱、行星排、离合器、同步器等。通过分析几款具有代表性的混合动力变速箱，深入讨论混合动力总体设计常遇到的问题，其中包括：Prius 动力分流混动系统及其演化；具有模式切换功能的动力分流混动系统；P2/P2.5混动系统设计分析；深度集成的P2/P2.5机电一体化设计；串并联混合动力（包括增程式）系统。

课程重点关注纯电驱动工况(EV)时的电能效率和混合驱动工况(HEV)时的燃油经济性；同时重视车辆动力性、乘车舒适性、制造成本和工程化/产业化。

目标

通过参加此次研讨会，您将能够：

作为混合动力变速箱及其部件开发工程师 

• 能根据各种系统构成的特点，选择最合适的系统构型，研发混合动力变速箱

• 研发混合动力变速箱，使之具备纯电驱动、混合驱动、能量再生制动等及其相互切换功能

• 设计混合动力变速箱的电机系统、动力耦合机构和传动系统等

• 开发混合动力变速箱的控制策略，并根据整车需求，优化性能、燃油经济性、驾驶舒适性等

• 进行混合动力变速箱总体参数设计，如：输入扭矩、挡位、极差、主减速比、电机扭矩/功率等、关键尺寸控制等

• 进行混合动力变速箱系统集成  

作为混合动力车动力集成工程师

• 根据各种系统构成的特点，为混合动力车（含插电式）匹配最适合的混合动力系统

• 根据混动变速箱特性，开发整车的纯电驱动、混合驱动、能量再生制动等各项功能以及相互切换

• 根据整车需求（如：加速性能、燃油经济性、爬坡性能等），提出混合动力变速箱关键指标要求；或基于混动变速箱外特性，匹配优化整车动力性、油耗、舒适性等

• 开发整车动力系统控制策略，与混动变速箱控制系统无缝衔接 为混合动力车优化匹配发动机 

受众与条件

机械、车辆、电机工程类本科毕业且从事车辆动力系统研发两年或以上；车辆动力系统方向的研究生毕业。

大纲

第一天

混合动力系统及混合动力变速箱

• 混合动力车

• 混合动力系统（分类）

• 混合动力变速箱的功能及作用

• 混合动力工况及节能途径

• 传动/变速

        - 机械传动：挡位/速比及速比范围

        - 电力传动：无级变速

        - 传动扭矩、功率和效率

动力分流混合动力变速箱之一：Prius混合动力变速箱

• 系统构造及演化：第一代到第四代

• 系统动力学分析：

        - EV工况：

        - 转速、输出扭矩和功率（低速、高速）

        - 机电设计分析 

        - HEV工况

        - 发动机速比控制

        - 输出扭矩和功率（中低速、中高速）

        - 机电系统设计分析

• 系统动力学分析：

• （低速时的）动力性和（高速时的）燃油经济性之折中和优化 

动力分流混合动力变速箱之二：带模式切换的CHS动力分流

• 系统构造及主要参数

• 系统动力学分析：

        - EV工况：

        - 转速、输出扭矩和功率（低速、高速）

        - HEV工况：

        - 速比

        - 输出扭矩和功率（中低速、中高速）

• 燃油经济性

• （低速时的）动力性和（高速时的）燃油经济性之折中和优化

• 动力分流混动系统的改进

第二天

P2混合动力变速箱

• 系统构造及功能

        - 混动模块（动力耦合；传动路线及变换）

        - 机械变速箱

• 变速箱设计和优化

        - 变速箱类型：AT、DCT、CVT、AMT

        - 挡位和级差

        - 缩短轴长

        - 液压系统设计 

• 混合动力模块设计

        - 动力耦合 

        - 电机系统 

• P2.5混合动力变速箱

        - 动力性和燃油经济性比较

        - 电机布置：平行或者同轴

优化设计：机-电一体混合动力变速箱

• 电机与行星排组成eTC：

        - 分挡无级变速（eCVT），融合动力分流的优点

        - 差速驱动车辆起步，优于液力变矩器和起步离合器

        - 减速增扭功能

        - 电力变矩器的应用：艾瑞泽7e混动系统 

• 双动力+双输入变速箱：

        - 发动机和电机交替驱动，换挡无动力中断

        - 电机辅助调同步，简化双离合器 

• 行星排与双输入变速箱组合：增加挡位数量

        - 双输入轴变速箱速比图示方法

        - 行星排杠杆图示方法与双输入变速箱速比图方法结合

        - 实例分析：6对变速齿轮、12个变速挡位的混合动力变速箱

串联式和串并联混合动力变速箱

• 系统构造及零部件

• 系统设计：EV工况（加速性能、爬坡性能、最高车速）

• 系统设计：HEV工况串联驱动、电力传动、无级变速

• 传动系统：并联驱动、固定速比

• 系统设计：增加机械变速机构

讲师：段志辉

段志辉，混合动力技术首席专家，国家新能源汽车技术创新中心（NEVC）

• 从1996年开始，先后在通用电气、福特汽车、长安汽车、奇瑞汽车从事混合动力技术和产品开发；领导多个省部级混合动力技术研发项目，资金合计超过6千万元

• 任奇瑞艾瑞泽7e插电式混动车项目技术总监，项目入选4部委“新能源汽车创新工程”，获国拨资金2.5亿；实现批量生产

• 任奇瑞混动系统研发和产业化项目技术总监，研发新型混动系统并实现量产，系国际首款量产的电力变矩器混动系统和国内首款量产P2混动系统，荣获“中国心”2016年度新能源汽车动力总成优秀奖

• 任长安汽车混动技术总监，自主设计并研发成功多轮混动样机/车

• 牵头编制《节能与新能源汽车技术路线图》节能车混合动力部分

• 负责福特首款混动变速箱技术整改，荣获福特最高质量奖

• 获SAE International和中国汽车工业协会电机电器电子委员会评选出的“中国汽车新能源行业优秀技术专家”

• 自从2012年，任SAE International职业技术发展讲师，开设混合动力技术基础和混合动力总成设计两门课；

• 2016年获得SAE颁发的“杰出讲师奖”