赵航:新兴汽车产业与CATARC混合动力总成

　　一. 新兴汽车产业将以混合动力汽车为主导

　　今年5月，温家宝总理在中国科协第八次全国代表大会上表示，中国新能源汽车发展方向和目标并不十分明确。对于这个问题，我个人的看法是不要只听舆论在说什么，重要的是要看世界一流汽车公司在干什么，思考他们所开发的混合动力汽车、插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车，哪些是瞄准市场的，哪些是展示用的，哪些是技术储备。

　　分析世界各种节能与新能源车辆的销量和产品流向，可以得出这样的结论，新兴汽车产业将以油电混合动力汽车和插电式混合动力汽车为主导，这是传统汽车发展的自然选择。随着油耗标准越来越严，油价越来越高，今后的大多数车型都将走混合动力这条路，差别仅是混合方式和混合度的不同。

　　混合方式方面，由单一的串联、并联形式向混联方向发展，并逐步向插电式混合动力过渡。混合度方面，随着电池技术的进步，混合度得到提升，并通过插电式结构，逐步实现从石油能源向电气能源转化。

　　二. 混合动力汽车将以深度混联结构为主流

　　目前国内混合动力汽车呈现微混、轻混、中混、深混齐上，串联、并联、混联同台的局面，但是经过一定时段的市场检验，一些结构会逐渐被放弃，深度混联结构将成为主流。

　　串联结构中，发动机的动力全部经过两次机电转换，功率损失过大，且需要较大功率的发电机和驱动电机，生产成本也高，发展潜力受限。

　　并联结构中，发动机工作点调节受限，发动机效率得不到充分发挥，且混合度较低，节能潜力受到限制。再者，混合动力汽车不适合搭载手动变速器，而我国对自动变速器技术又没有完全掌握。这些都限制了并联结构的发展。

　　在一些大型车辆上，不少企业开发了以离合器为动力耦合装置的混联结构，即“发电机+离合器+电动机”系统，低速时以串联形式工作，高速时以并联形式工作，不需要另配变速机构。这种结构在一定程度上吸取了串联和并联的优点，但是，实践证明其节能效果仍然有限，生产成本较高，汽车加速、爬坡能力显得不足。

　　纵观国际混合动力汽车产品结构和技术，高电压、高转速、集成化、深度混联是明显的发展趋势。多年来，缺乏性能优良的动力耦合执行机构及相应的控制技术一直是困扰我国深度混联混合动力汽车发展的技术瓶颈。这个问题得不到解决，混合动力汽车也会面临诸如电喷、自动变速器、ESP等被跨国公司垄断核心技术的危险。

　　三.        

　　CATARC混合动力总成(CHS：CATARC HybridSystem)

　　针对上述长期困扰我国深度混联混合动力汽车发展的共性关键技术问题，中国汽车技术研究中心潜心研究八年，终于研制出双行星排混合动力总成系列化产品。该产品在成本、功率密度、电功率比、效率、可靠性等方面取得了重大突破。与目前国内现有混合动力总成相比，具有下列五方面的特点：

　　1.  轻量化方面，CHS小而有劲，通过降低机电转换比例、提高电机转速、纯电动模式下实现双电机驱动等技术，把功率密度和转矩密度追求到了极致，使得CHS体积比常规自动变速器还小，同时解决了混联混合动力汽车加速、爬坡能力不足的共性问题。以某12m公交车为例，与国内用得最多的“发电机+离合器+电动机”混联结构比较，总成自重由900kg降到360kg，减轻60%，最大输出转矩由1800Nm提高到2700Nm，提升50%。

　　2.  高效化方面，CHS实现了发动机和车轮之间的转速解耦，为发动机运行于最优工作线提供了最大可能。利用发动机独立于车轮运转，动力以机械传递为主，专用永磁同步电机，优化能量流等技术，使得总效率比国内现有“发电机+离合器+电动机”混联结构提高10%。测试数据如下：发电机系统最高效率为92%，电动机系统最高效率93% ，电力通道的最高效率为86%，机械通道的效率为96%，在高效区机械通道传递的功率约占70%，电力通道传递的功率约占30%，最高总效率到达了93%。CHS自身的效率已经达到了普通自动变速器的效率水平，而其自由调节发动机工作点，能让发动机始终在高效区工作，能使发动机怠速停机，能最大限度地回馈汽车的制动能量，依靠这样的技术优势，实现了汽车动力系统效率最大化。

　　3.  集成化方面，采用独特的双行星排结构，集成了动力耦合、自动变速、自动离合三大功能，直接装在发动机后面，形成深度混联混合动力系统，也适于插电式结构，还可自由取电，用于特种车辆。

　　4.  节能化方面，CHS自身构成无级自动变速且节能效果显著。应用于某SUV，按NEDC工况测量，城市工况下节油40%、综合工况下节油28%；应用于某12m公交车，沿天津市827路公交线运行，节油35%。

　　5.  实用化方面，CHS更加贴近于市场需求，由于小而有劲，以12m公交车为例，与国内现有“发电机+离合器+电动机”混联结构比较，成本下降8万元左右。

　　SUV、轻客用

　　公交车、大客用

　　四. CATARC愿与企业合作面向全行业推广

　　中国汽车技术研究中心拥有从SUV到大客车各系列混合动力总成的成熟技术和知识产权，计划与企业合作生产CHS全系列产品，面向全行业推广应用。我们希望企业能够在节能与新能源汽车产品定位和发展方向上少走弯路，在产品结构和技术上节约时间和资源，把宝贵的财力、能力投在有市场前景的产品上。同时希望我国油电混合动力汽车和插电式混合动力汽车尽量采用先进的深度混联结构，站在较高的平台上发展整车及零部件技术，通过CHS的推广应用，加快新兴汽车产业的形成。