舍弗勒全面展示未来创新驱动技术

李佑美|文

2018 年11 月22 日， “2018 舍弗勒大中华区技术研讨会”在苏州举行，舍弗勒集团及大中华区的技术专家向来自汽车行业逾430 名客户，分享了舍弗勒在内燃机、变速器、底盘和电驱动、混合动力等汽车动力总成领域的最新成果，具体包括：Schaeffler Mover——针对城市交通出行的平台化解决方案和混合动力专用变速器(DHT)；滚动停缸技术和用于电机和变速器的新一代超低摩擦滚动轴承，以及48 V 轻混技术等。此外，舍弗勒创新概念城市车辆Schaeffler Mover 首次在中国亮相，为未来城市交通出行提供了一种解决方案。

舍弗勒集团汽车主机事业部首席执行官马迪斯·青克表示：“未来驱动技术的挑战在于交通需求的多样性。而能否成功开发出解决方案，主要取决于我们是否从整体角度考虑动力总成系统以及电机、内燃机、变速器和相关基础设施间的相互作用。舍弗勒正通过全面的产品解决方案，不断为客户创造价值。”

舍弗勒创新城市车辆概念Schaeffler Mover 首次在中国亮相

每隔4 年，舍弗勒都会向客户展示最新创新成果，内容从最初探讨变速器产品和技术，扩展到节能减排解决方案、动力总成电气化和未来出行方式等领域。至今，舍弗勒技术研讨会已成功举办40年。这场高规格的技术研讨会不仅在德国举行，也已延展到舍弗勒在全球客户聚集的多个区域，包括美国、日本和中国。

轻混动力系统：针对内燃机和变速器的创新解决方案

化石燃料燃烧产生的CO2排放约占全球碳排放总量的70%左右，其中近1/4 来自于交通运输行业。要想实现《巴黎协定》的宏伟目标，未来汽车动力传动技术需要大的革新。不过，仅开发高效的电驱动技术还远远不够。事实上，舍弗勒预测，到2030 年，乘用车产量的30% 将为内燃机车辆，40%为混合动力车，其中内燃机和变速器依然是关键的系统零部件，其余30%为纯电动汽车。也就是说，即使10 多年后，采用内燃机的乘用车将依然占汽车总产量的70%。

舍弗勒预计，未来采用48 V 系统的轻混动力汽车市场的增长尤其强劲。2030 年，P0 驱动系统年产量预计可达2 000 万台左右。所谓P0 系统，即电机通过皮带与内燃机曲轴相连，这种布置在附件皮带驱动系统的启动发电机可以回收在制动中损失的大部分动能。一块小巧低成本的锂电池就可以用于能量的储存。回收的能量可用于重启发动机(启停模式)，还可用于车辆滑行或助力。为了保证附件皮带驱动系统在不同工作模式间动态切换时的系统性能，舍弗勒正在开发一款全新的附件皮带张紧器产品——机电一体化主动式张紧器。

未来几年，48 V 解决方案也将在其他结构的混合动力系统中得到越来越广泛的应用。此类应用的目的在于将电驱动装置的功率提升至20 kW 以上，并提高动力系统的整体效率和排放性能。在P1 混合动力模块中，48 V 电机位于发动机曲轴上，在不受速比影响的情况下与发动机转速进行耦合。位于发动机与变速器之间的48 V P2 混合动力模块可实现更高效的能量回收和节能策略。对径向安装空间较小的横置前驱车型来说，舍弗勒也开发了相应的驱动装置。该装置采用平行轴式布局方式，通过皮带或链条与变速器输入轴相连。除了制动能量回收，该系统还可以实现低速纯电行驶，适用于交通拥堵路况或泊车。此外，舍弗勒48 V 混合动力模块不仅可以助力车辆加速，还可以实现滑行启停进一步节油，这意味着车辆在发动机关闭并且动力总成脱开的情况下依然可以向前行驶。系统集成的自动离合器可以帮助发动机在启动后迅速提高到相应转速，大大提高了车辆重新启动的舒适性。此外，舍弗勒P2 混合动力模块还可以经济高效地实现手动变速器混合化。

滚动停缸、电动凸轮调相技术等：提高内燃机效率

舍弗勒开发了用于实现3 缸发动机停缸的可切换滚子摇臂技术，并已在福特车型上实现量产。此外，舍弗勒还在一台测试发动机上进行了滚动停缸技术的测试。在该设计中，关闭的气缸会不停地切换：每个气缸在正常运行4 个冲程之后(正常喷油点火)，接下来的4个冲程不喷油不点火，下面再次正常运行4 个冲程，如此循环。该样机的进气侧采用舍弗勒UniAir 全可变气门控制系统，排气侧采用可切换气门机构，进一步减少了泵气损失。测试结果显示：基于具体的测试循环，滚动停缸技术与静态停缸技术相比可以使油耗进一步降低2%，同时不会影响发动机的排放。舍弗勒在本次研讨会上展示了这项技术。

电动凸轮调相系统

此外，舍弗勒还展示了电动凸轮调相系统。该系统可实现比液压系统更快的调节速度，这样允许对气门正时进行更激进的标定，从而最大限度地减少ECU 对点火和燃油喷射过程的主动干预。大幅度提前正时可以使发动机在加速时更快速地建立扭矩，这意味着电动凸轮 调相系统不仅有助于发动机效率的提升，而且还能获得良好的驾驶性能。

为了保证附件皮带驱动系统在不同工作模式间动态切换时的系统性能，舍弗勒正在开发一款全新的附件皮带张紧器产品——机电一体化主动式张紧器。

角接触滚子轴承：提升变速器系统效率

如何提升变速器系统的效率同样也是舍弗勒本届技术研讨会关注的重点。举例来说，在降低动力系统扭转振动方面，离心摆式吸振器已经被证明是一项有效的技术。不过，主动滑行逐渐成为车辆的一个发展趋势，在该工况下，传统的离心摆式吸振器无法发挥作用。为了让驾驶员可以接受发动机的频繁启停操作，舍弗勒开发了全新的耦合摆，减振摆块通过弹簧在圆周方向上相互支撑，避免产生冲击。此外，舍弗勒还针对变速器应用开发了一款新型超低摩擦轴承——角接触滚子轴承(ARU)。该产品在设计上类似于圆锥滚子轴承，具有较高的承载能力和使用寿命。与圆锥滚子轴承不同的是，角接触滚子轴承可以承受双向轴向载荷，因此可应用于定位及非定位轴承布局。该设计的主要特点是低摩擦，因此进一步提升了传统动力系统的效率。

紧凑型混动模块、专用混动变速器等：针对电动及混动的创新解决方案

研讨会期间，新成立的舍弗勒电驱动业务部展示了针对未来电动车及混合动力车应用的创新解决方案，包括集成了三离合器的超紧凑型混合动力模块、新一代电驱动桥以及专用混动变速器。

专家认为，未来10 年，全球主要汽车市场对CO2排放的限制将进一步加强。比如，欧盟计划到2030 年，将2021 年95 g/km 的汽车碳排放目标再降低30%。中国市场也针对新能源汽车出台了许多不同的政策。考虑到各国法规要求和客户偏好各不相同，舍弗勒新成立的电驱动业务部可针对各种需求提供不同的驱动解决方案。此外，为了帮助汽车制造商降低电动车及混合动力车的成本，这些解决方案的电子电气零部件都采用了相同的开发平台。该平台包括硬件部分比如电机和功率电子零部件，还包括用于控制驱动装置的关键软件模块。

舍弗勒凭借双离合器和可用于混合动力车的混合动力模块已经取得了巨大的市场成功。在这种被称为“P2架构”的混合动力方案中，电机位于发动机和变速器中间。在目前的第2 代混合动力模块中，舍弗勒已经成功将分离离合器集成到了电机中。该离合器负责切断电机与发动机的连接，从而实现纯电行驶。在本次研讨会上，舍弗勒展示了第3 代混合动力模块。在新的模块中，整套双离合器被集成到电机中——更准确地说，被集成到电机的转子中。为保证结合力，第3 代混合动力模块采用高性能跑车上标配的多片离合器，同时搭配了同样高度集成的执行机构来驱动3 个离合器。舍弗勒打造了一款超紧凑型混合动力模块，使整个动力总成的长度非常紧凑，仅稍长于纯内燃机版的车型。

机电一体化主动式张紧器

此外，随着插电式混合动力汽车市场份额的不断增加，汽车制造商开始重新审视车辆变速器的设计。除了将电机放在变速器的前面或后面，他们开始考虑将这两者组合成一个整体结构和功能单元。舍弗勒在本次研讨会上展示了一个具有革新意义的概念——“专用混动变速器”。这种被称为“DH-ST 6+2”的专用混动变速器基于机械式自动变速器(AMT)开发而成，具有2 个电机挡位和6 个发动机挡位。与发动机并联运行的电机被整合到变速器结构中，具有2 个速比。这种结构的优势是可以大大提高电机在包括高车速下的效率。发动机拥有2 个独立的挡位。在变速器的2个部分中间还有一组“复合”齿轮，使发动机也能够利用电机部分的齿轮，这样就额外增加了2 个挡位。该概念通过2 次使用同一排齿轮，仅用5 组齿轮便实现了6 个发动机挡位。

为插电式混动车辆开发的一款紧凑型专用混动变速器

该变速器集合了机械式自动变速器(AMT)和动力总成电气化的优点，在提高驾驶性和舒适性的同时还降低了油耗和排放。

早在2011 年，舍弗勒就推出了一款概念车，在前后桥分别安装了一个电驱动桥，同时还在2 个驱动桥上实现了扭矩矢量分配。之后，舍弗勒不仅开始批量生产电驱动桥的关键零部件，还开发了一个完整的电驱动桥家族谱系。该谱系包括平行轴式和同轴式电桥，可选择搭配的系统包括差速器、可换挡的两挡变速器和扭矩矢量分配单元。在本次研讨会上，舍弗勒通过一款新的产品概念向客户展示，未来如何根据空间要求、驾驶性能和功能来定制化开发电驱动桥，满足电动车和混合动力车的应用需求。通过对比2011 年和新一代的电驱动桥，可了解该产品在技术上取得的进步：第1 代电驱动桥重达90 kg，最大输出功率为60 kW，而最新一代电驱动桥的最大输出功率高达145 kW，重量却降低了10 kg。