通用智能电驱系统

韦东

在2016年亚洲CES消费电子展上，通用展台上的一款双模混合动力雪佛兰迈锐宝XL吸引了参观者的目光。这是一款全新的混合动力汽车，在这款车的旁边，有一个动力单元，它是——1.8L SIDI缸内直喷发动机和EVT电控智能无级变速器的组合，这是这款车的核心动力系统。数据显示其百公里综合油耗低至4.3L在这套完全切掉的动力系统上，人们可以仔细研究这款顶置直喷发动机，更引人注目的是带电机的变速器——通用专利EVT电控智能无级变速器，这与丰田普锐斯的变速器有些相似。它是通用汽车未来的基石，通用汽车的新一代混合动力系统。

2016年4月18日，别克品牌正式宣布“别克蓝”面向未来的新能源战略，以及“别克蓝”的logo。8月29日和11月18日，全新一代君越30H全混动和Velite新能源概念车发布，加速了别克新能源战略的实施。作为“别克蓝”新能源战略的核心理念，EVness电动化驾驶体验展现了别克未来对新能源汽车的需求，即以智能电动化、高效节能环保为车辆开发的核心理念，兼顾燃油经济性与环保性、驾驶乐趣与安全舒适性，实现全面超越传统车辆的产品性能。将这些美好愿景变为现实的核心技术之一，就是通用汽车最新一代的“智能电驱动系统”。

智能电驱动系统作为“别克蓝”新能源战略的核心技术之一，担负着新能源汽车的动力分配。通过通用专利双排行星齿轮组、两套高性能交流永磁同步电机、新一代集成TPIM电子控制模块等核心部件，将发动机和电能有机结合，根据行驶工况分配不同的动力输出模式，保证车辆始终处于最高效的状态，最大限度降低能耗。同时，通用专利双排行星齿轮组可实现平顺的动力输出，以类似无级变速的加速性能，大幅提升驾驶操控的愉悦性和舒适性。这和丰田的E-CVT变速器原理类似。

通用专利双排行星齿轮组与高性能电机的有机结合。对于混合动力汽车来讲，无论是HEV全混动、EREV插电式增程混动还是PHEV插电式混动，都拥有两个动力源：汽油发动机和电动机，而这两股动力如何能拧成一股绳实现高能、高效，是一个汽车品牌新能源科技能力的最直接展现。“别克蓝”智能电驱系统拥有通用专利的双排行星齿轮组结构，之间布置了两组高性能交流永磁同步电机，赋予HEV全混动车纯电驱动、纯发动机驱动以及油电混合驱动等多种驱动模式，有效克服了单模驱动单元选择灵活度低、传动效率差的限制，在变速器内以两个连续可变速比和一个固定速比的输出组合，在全车速范围内优化发动机动力源与电机动力源，实现驾驭激情与燃油经济性的完美组合。通用双排行星齿轮组和高性能电机的有机结合。对于混合动力汽车来说，无论是HEV全混动、EREV插电增程式混动还是PHEV插电混动，都有两个动力源:汽油机和电动机，而这两个动力源如何拧成一股绳，实现高能高效，是一个汽车品牌新能源技术能力最直接的展示。“别克蓝”智能电驱动系统具有通用专利双排行星齿轮组结构，其间布置了两组高性能交流永磁同步电机，赋予了HEV纯电驱动、纯发动机驱动、混合动力驱动等多种驱动模式，有效克服了单一模式驱动单元灵活性低、传动效率差的局限。在变速器中，两个无级变速比和一个固定速比的输出组合，在整个转速范围内优化了发动机动力源和电机动力源，实现了驾驶激情和燃油经济性。

作为“别克蓝”智能电驱动系统的核心部件，通用汽车历经四代进化的全新12高性能电机，在材质和结构上进行了深度优化。条形绕组配置采用矩形绕组结构代替传统的圆形绕组结构，降低了其DC阻抗，具有更好的散热特性，从而可以与其他元器件深度集成。它还具有业界最佳的能量密度和扭矩承载能力，提高了电机的效率，大大降低了噪音。此外，内置的钕铁硼永磁材料保证了电机运行的高效率，在高扭矩下仍能保持平稳的动力输出。

混合动力系统实现了高度集成下的“小身材、模块化”。作为HEV全混动车的核心部件，“别克蓝”智能电驱系统在类似传统变速器的体积内实现了高度集成，同轴设计双电机与双排行星齿轮巧妙组合布置，在性能、散热和封装方面均达到世界最高水准，整套驱动单元及控制器重量仅为125kg，可以和传统变速箱实现模块化替换，实现多平台车型（HEV全混动、EREV插电式增程混动、PHEV插电式混动）的灵活应用。混合动力系统在高集成度下实现了“小型化、模块化”。作为HEV全混合动力汽车的核心部件，“别克蓝”智能电驱动系统高度集成在一个与传统变速器相近的体积内。双电机和双排行星齿轮的同轴设计巧妙组合排列，整套驱动单元和控制器的性能、散热和封装均为世界之最。整套重量仅125kg，可与传统变速器模块化，实现多平台车型(HEV全混动、EREV插电式增程式混动、PHEV插电式混动)。

以往需要独立安装的TPIM电子控制模块这次也集成在盒子里。它由三个独立的逆变器模块(逆变器-A、逆变器-B、电子泵逆变器)、传动控制器、混合动力系统控制器等组成。其中，三组逆变器负责电机控制，变速器控制器负责换挡和扭矩请求，混合动力控制器负责扭矩分配和能量管理。值得一提的是，随着TPIM电控模块的集成，将电池直流电转化为电机交流电的工作可以在箱内完成，直接避免了发动机舱内高压线的布置，大大提高了动力系统的耐用性和安全性能。

高集成度不仅是设计层面的突破，更是耐久性方面的考研。“别克蓝”智能电驱系统严格遵守通用全球标准，零部件、子系统、整车层层检验，确保系统的耐久性和可靠性。同时，在“别克蓝”新能源战略规划下，别克新能源汽车将有高于国标的质保承诺，让消费者安心享受新能源汽车带来的绿色和便利。

“双模”+固定速比智能控制，时刻将效率最大化。“别克蓝”智能电驱动系统内部有两套离合器。通过不同的组合工作状态，可以实现两种主要的工作模式和一个固定的速比，以全速达到日常使用场景下的最高效率。

低速行驶工况下，智能电驱系统通过结合离合器1、断开离合器2的操作，实现以较大的速比推动车辆，来减小对电机转矩的要求；进入高速工况时，系统则通过断开离合器1并结合离合器2切入较小速比的状态，避免电机在过高的转速下运转。在“高速”和“低速”两个模式之间，还有一个固定速比，即发动机以1.54的速比（不包括主减速比）直接驱动汽车，此时车辆同样处于高效节能的工作状态。正是软件与硬件的紧密配合，让智能电驱系统能够最大化发挥效能，并带来兼顾节油环保、驾控乐趣及安全舒适的EVness电气化的驾乘体验。在低速行驶工况下，智能电驱动系统可以通过结合离合器1和断开离合器2，以更大的速比推动车辆，从而降低对电机扭矩的要求。当进入高速工作状态时，系统可以通过断开离合器1和将离合器2接合到较小的速比来防止电机以过高的速度运行。在“高速”和“低速”两种模式之间，有一个固定的速比，即发动机以1.54的速比(不包括主减速比)直接驱动车辆，车辆也处于高效节能的工作状态。正是软硬件的紧密配合，让智能电驱动系统发挥出最大的效率，带来兼顾燃油经济性、环保性、驾驶乐趣和安全舒适性的EVness电动驾驶体验。

别克新一代君越HEV全混动工作模式包括:电机和发动机混合驱动、单独电驱动、单独发动机驱动。智能关机:当发动机不需要驱动整车时，会自动断油/停止发动机转动。例如，当车辆静止启动或车辆减速时。纯电驱动:主电机靠蓄电池储存的能量在低速下提供全部动力。主电机在低速时能平稳提供275Nm的最大扭矩，为车辆提供稳定强劲的加速。加速:当车速较高或加速较快时，主电机、辅助电机和发动机同时工作，提供充足的动力。该模式允许主电机在车速较高时运行在低速区，通过双电机和发动机的配合，为驾驶者提供更好的扭矩和更有趣的驾驶体验。优化:当车辆在巡航和非滑行、减速或停车状态下运行时，混合动力系统可以控制发动机工作在最高效的区域，为动力电池充电。制动供能:车辆滑行减速时，可将整车动能转化为电能，为动力电池充电。混合动力系统会合理分配主副电机的制动能量回收，直到车速更低，再由电机输出扭矩，这样会使扭矩输出过渡平滑，避免整车抖动。

随着“别克蓝”新能源战略的扎实推进，别克还在2017年推出EREV插电式增程型电驱技术VELITE 5，在2018年推出PHEV插电式混合动力车，2019年推出EV纯电动车，为客户带来兼顾节油环保、驾控乐趣和安全舒适，全面超越传统车型的EVness电气化驾乘体验。同时，伴随着新能源产品的不断丰富，别克业已形成由高档舒适、高档轿跑、高档SUV和“别克蓝”新能源车型构成的4大产品阵列，以新能源科技的领先实力开创更大的品牌格局。随着“别克蓝”新能源战略的扎实推进，别克还于2017年推出了EREV插电式增程式电驱动技术VELITE 5，2018年推出了PHEV插电式混合动力汽车，2019年推出了EV纯电动汽车，为客户带来兼顾燃油经济性、环保性、驾驶乐趣、安全性和舒适性，全面超越传统车型的EVness电驱动体验。同时，随着新能源产品的不断丰富，别克形成了由高级舒适、高级轿跑、高级SUV和“别克蓝”新能源汽车组成的四大产品阵列，以新能源科技的领先实力打造了更大的品牌格局。

今天，在中国，除了雪佛兰和别克新能源汽车，凯迪拉克还将插电式混合动力引入中国，以实现更大的品牌影响力。这款插电式混合动力凯迪拉克CT6也是在EVT变速器的基础上开发的。

凯迪拉克CT6插电式混合动力凭借前瞻性的智能电驱动技术，打破“高性能=高能耗”的传统认知，为消费者带来行业领先的EVness电驱动体验。凭借强劲不间断的动力输出、流动的驾驶舒适性、颠覆性的驾驶乐趣和高效节能的极限油耗，树立了“性能混动”的全新理念。由2.0T SIDI涡轮增压直喷发动机和两台高性能驱动电机组成的三大动力源，可以实现强劲的动力输出和极致的加速性能。双驱动电机+三组专利行星齿轮+五组离合器的机构，为实现灵活的动力分流和适应各种行驶工况奠定了结构硬件基础。拥有纯电驱动、发动机驱动、混合驱动、智能能量回收四种主要能量输出模式，通过四条EVT+四条EV+三条固定速比功率流组合路径，智能电控系统可实现任何工况下的最优功率输出。2.0T SIDI涡轮增压直喷发动机最大额定功率203kW，最大扭矩400Nm。由感应电机和永磁同步电机驱动的双高压电机均可参与驱动和发电，由五组离合器和三排行星齿轮连接，可实现同级最佳无缝动力传递。凯迪拉克插电式混动CT6从静止加速到100km/h仅需5.4s，无论是起步阶段还是中后段，都能提供充沛的动能和极致的加速性能体验。纯电里程80km，综合续航里程高达935km。

可以说，EVT变速器使通用汽车拥有了自己特色的混合动力系统。