专用混合动力变速器关键技术及产业化应用

20210723

制造业

应用技术

新技术

允许出口

多模驱动插电式乘用车性能优化

国家科技计划

与企业合作

广州汽车集团股份有限公司;凯博易控车辆科技（苏州）股份有限公司

混合动力技术是汽车工业节能减排、实现碳达峰和碳中和的核心技术和必由之路。专用混合动力变速器（DHT）是混动汽车最核心的部件，技术产品长期被丰田、本田等外企所垄断。突破DHT构型专利壁垒，攻克DHT核心技术并产业化，是实现混动汽车自主可控和产业链安全的迫切需求。 项目在国家自然科学基金和国家重点研发计划等支持下，产学研用深度合作十年，开展了扎实的基础理论研究、关键技术攻关和产业化应用工作，创新点和成果如下： （1）针对DHT构型方案综合和参数优化这一国际公认难题，发明了基于“电机-制动器”等效机制的DHT图模型建模与平面性判别方法，提出了基于齿轮变速机构运动学特性的DHT工作模式分析及其组合设计方法，提出了基于最小功能模块组合理念的DHT构型基本参数的多目标优化方法，发明了变速器构型由同轴布置向平行轴布置转换的结构拓扑设计方法，开发了具有完全自主知识产权的DHT构型方案综合与参数优化软件，创建了多动力源输入专用混动变速器构型方案综合和参数优选方法，突破了国外专利壁垒。 （2）针对DHT模式切换平顺性控制难题，提出了混动模式切换过程离合器-电机-发动机动态协同控制方法，发明了离合器大流量直驱比例阀最优颤振控制方法和卡滞冲刷控制方法，发明了驱动-再生制动转换过程电机扭矩过零防抖控制方法，攻克了混合动力变速器模式切换控制平顺性关键技术，提升了模式切换的平顺性。 （3）针对DHT多动力源带来的冷却润滑难题，揭示了ATF物化特性与DHT性能指标匹配机理，发明了基于ATF物化特性的按需主动精准润滑技术，提出了基于整车驾驶循环仿真的双泵源排量匹配设计和协同控制方法，攻克了DHT热负荷大、冷却润滑控制不精确的技术难题，实现了变速器精准润滑控制，并提高了混动变速器传动效率、兼容性及可靠性。 项目共获授权发明专利34项，其中国际发明专利1项，软件著作权22项，发表高水平论文25篇，制订企业标准82项。 相关成果与广汽合作，发明了国际上首台乘用车双油冷电机平行轴布置串并联专用混动变速器，综合油耗4.3L/100km，加速时间8.9s，优于本田i-MMD混动变速器；与凯博易控公司合作，发明了客车用高效能功率分流型专用混动变速器，综合油耗12.72L/100km，优于国内竞品。广汽混动变速器累计销量26290台，直接经济效益9.27亿元，并实现了自主品牌DHT技术产品导入三家合资车企的里程碑式突破。凯博易控混动变速器已与福田客车、中通客车等6家车企的9款整车配套，累计销售3351台，市场占有率超30%，销售收入超5.63亿元。项目经济和社会效益巨大。