“自动变速箱行业,4AT已经有几十年的生产历史,各种专利基本上都已经到期。”
“我们研发的时候更多的是考虑如何在实现4AT的功能的情况下,将各个零件顺利的生产出来,并且达到性能指标。”
“但是到了5AT的时候,情况就完全不一样了。”
“行业内也就是最近几年才开始陆续推出搭载5AT自动变速箱的车型。”
“不管是采埃孚、爱信,还是博格华纳和本田、加特可等公司,在这个领域都有不少的专利。”
“我们研发5AT的时候,最大的一个困难就是如何绕开这些专利,避免出现非常明显的侵权行为。”
纪华作为变速箱事业部的负责人,亲自给陆燃说明5AT的开发情况。
作为一家面向国际的车企,珠江汽车生产的产品,肯定是需要考虑专利侵权的事情。
要不然在国内销售,也许依靠地头蛇的优势,还能跟人家扯皮,甚至打官司都不会输。
但是到了国外的话,一旦侵权的行为比较明显,败诉几乎就是板上钉钉的事情。
到时候不仅丢掉面子,还要赔偿各种损失,甚至车型都没有办法在国外进行销售。
所以5AT这么一款重要的产品,珠江汽车内部考虑的还是比较多的。
“这确实是一个比较大的麻烦,包括后续6AT自动变速箱的开发,其实也是有一样问题的吧?”
陆燃当初搞锂电池的时候,就对专利相关的内容做了比较深入的研究,自然能够理解纪华说的话。
“是的,今后我们的变速箱继续发展下去,专利问题会变得越来越显著。”
“要么花钱购买一些专利授权,要么就是要使用更加复杂的方案来绕开专利,最终成本上涨,性能可能还会下降,稳定性也没有保障。”
“面对这个问题,我们事业部联合珠江科技和珠江电池等各个领域,做了充分的沟通和整合,提出了一个创新性的解决方案。”
陆燃说到这里的时候,整个人的情绪都变得激动了几分。
“我们的5AT是采取了跟本田平行轴式5AT类似的结构的产品,最大的问题就是要规避本田在这个领域的专利。”
“为此,我们联合其他部门开发了48V轻混系统,在这个系统架构下开发5AT,就可以跟本田5AT实现核心技术架构差异。”
纪华一边说,一边配合PPT的放映,准备好好的把具体情况跟陆燃汇报一下。
“本田平行轴 5AT的核心架构基于纯机械传动逻辑,其技术壁垒体现在‘双输入轴+中间轴+多组齿轮列”’的刚性耦合设计。”
“它的专利是 CN1234961A。”
“通过 4组离合器与 2组制动器的机械联动,实现 5个前进挡的齿轮组合切换,动力传递路径完全依赖齿轮啮合与离合器磨擦片的物理结合,液压控制系统仅负责离合器的压力调节,无任何电子辅助动力介入。”
“这种架构的优势是结构坚固、传动效率稳定,但缺点是换挡过程中动力中断明显,且为抵消机械冲击需设计冗余的缓冲部件。”
“比如多组蓄压器、高强度摩擦片,都是必不可少的。”
“而我们搭载 48V轻混系统的平行轴 5AT,核心是机械传动+电机辅助的协同架构。”
“它在保留平行轴基础布局的前提下,通过 P0或 P1构型的 48V电机介入动力传递链。”
“其中P0构型是电机通过皮带与发动机曲轴连接,换挡时电机快速输出补偿扭矩,响应时间<200ms。”
“可以填补离合器分离/结合的动力缺口,替代本田 5AT中依赖液压蓄压器实现的扭矩缓冲功能。”
“P1构型是电机集成于发动机与变速箱之间,直接驱动输入轴调节转速,使齿轮组速差从传统 500rpm降低至 100rpm以内,弱化对精密同步器的依赖。”
“这种架构差异使我们自主开发的 5AT跳出本田纯机械耦合”的专利保护范围。”
“它的动力传递包含机械齿轮+电机扭矩补偿”的复合路径,符合专利法中‘技术方案实质性差异’的规避原则。”
既然之前提到5AT开发最大的麻烦就是要规避其他厂家的专利,
所以纪华一开始就重点在这方面给陆燃进行了介绍。
这是珠江汽车5AT能够顺利量产并上市销售最关键的保障。
要不然到时候产品生产出来,后患无穷。
“这个解决思路非常的不错,我之前只是提了一嘴集团将来从燃油车不断的向电动车过渡的想法。”
“没想到你们竟然已经把48V的轻混架构给搞出来了。”
陆燃虽然还没有听到后面的报告,但是脑中其实已经有了大概的印象。
看来后面要接着去听一听珠江汽车那边关于48V架构的整体安排了。
在电动车时代没有大规模的到来之前,这个系统还是可以支撑未来几年的市场需求的。
并且这是珠江汽车真正的创新,没有任何其他主机厂在采用。
到时候绝对可以好好的拿出来宣传一下,甚至成为全球48V轻混系统标准的构筑者。
这个意义可就不是一般大了。
“我们也是被逼的没有办法,传统的变速箱,结构看起来不算是特别的复杂,但是各种专利都卡在那边,想要完全躲避,非常的困难。”
“现在直接换一种玩法的话,就算是那些厂家要告我们,几乎都是没有胜利的希望。”
“何况我们不仅是在整体的架构方面做了改变,在换挡控制逻辑方面,我们也是做了很大的调整。”
听了陆燃的话,纪华松了一口气。
看来今天的报告的基调是稳住了。
后面慢慢的把具体的情况说明一下就行了。
“本田 5AT的换挡控制完全依赖液压系统闭环调节,它是基于专利 CN1188298C的液压阀组设计。”
“通过主油路压力传感器反馈信号,控制 7个换挡阀的通断,实现离合器的结合/分离时序控制。”
“由于液压油的压缩性和管路延迟,换挡过程中离合器压力波动较大。达到±50kPa。”
“需通过增加离合器片数量和设计双蓄压器来抑制冲击,导致结构冗余度高。”
“跟比同级别爱信的行星齿轮 5AT相比,多出 2组辅助液压元件。”
“而我们开发的 48V轻混平行轴 5AT则采用液压执行+电机主动调速”的复合控制逻辑。”
“首先是换挡前预调节;ECU通过 CAN总线同步电机控制器与变速箱控制单元。”
“在换挡指令发出前 50ms,电机主动将输入轴转速调整至目标齿轮转速的±50rpm范围内。”
“而本田 5AT仅能通过液压拖拽实现±200rpm调节,比我们要弱不少。”
“然后换挡中进行扭矩补偿,在离合器分离瞬间,电机输出与发动机扭矩反向的补偿扭矩,大约 50-80N·m,抵消齿轮啮合力突变,使换挡冲击度从本田 5AT的 15m/s降至 8m/s以下。”
“从而大幅度的提升换挡的平顺性。”
纪华介绍这些参数的时候,都是非常的自豪。
华夏自主开发的自动变速箱,性能可以做到比国际同行更加优秀,这是非常难得的事情。
至少在2002年的时候,是完全值得骄傲的。
这不仅仅是突破国内的技术瓶颈,还超越了国际同行水平。
“再有就是换挡后动力衔接上面,电机通过扭矩斜坡控制逐步退出辅助,避免动力叠加导致的顿挫,替代本田 5AT中依赖机械缓冲弹簧的设计。”
“这种控制逻辑的差异,使我们的5AT的液压系统可简化 30%的阀体数量,且离合器片组数可减少 1组。”
“既降低机械复杂度,又通过电控协同形成与本田专利的技术区隔。”
纪华说到这里的时候,陆燃忍不住给他鼓了鼓掌。
这个成果确实是很值得庆祝。
借助人家类似的设计思路,在规避专利的同时,还实现了5AT自动变速箱内部结构的简化,降低了成本,提高了稳定性。
关键是整体的系统性能还实现了提升。
这就是引入了电机的好处。
传统的机械结构,很容易把变速箱搞的太复杂,并且有些响应是没有办法跟电机相比的。
就像是后世的电动车跟燃油车,随便一款电动车的零百加速性能,都可以比肩大排量的燃油车。
这完全就是不同技术路线带来的降维打击。
“你们这个思路非常的不错,不仅可以在5AT上使用,后续6AT,甚至是8AT上面,都是可以采取类似的方案。”
“这么一来,我们48V轻混系统增加的成本,一定程度上也可以从变速箱的价格下降来覆盖。”
在正常的燃油车的基础上增加48V系统,需要增加电池、电机、控制器等各种零件。
虽然电池只需要0.3KWH的容量就行,体积非常小。
但是整个系统算下来,陆燃估计成本还是要加一万元左右。
哪怕是将来技术比较成熟了,生产规模也上来了,也还是要搞五六千元。
这部分的成本,虽然有一部分可以在售价上来进行体现,但是不一定每一个消费者都认账。
现在可以同步的在变速箱上面比竞争对手便宜一些,也算是可以降低整个系统的成本压力。
“是的,我们的这个路线,可以一直在后续的变速箱上实施下去。”
“并且我们可以快速的追赶其他变速箱厂家的方案,在人家成功的基础上进行借鉴。”
“我们不需要特别的担心会侵犯人家的专利。”
纪华满是笑容,对未来几款变速箱的研发,没有任何压力。
直接拿人家的方案简化一下,换一种技术路线去实现,就能搞出来。
这完全就是在走捷径啊。
关键是到时候48V轻混系统注册了各种专利之后,还可以反过来给其他车企各种限制,甚至收一下专利费呢。
“除了这两个重要的变化,我们的5AT自动变速箱还有其他特别的地方吗?”
一款全新产品的出现,变化肯定也是全方位的。
陆燃很有兴趣认真的听一听。
“有的,我们在结构设计方面做了一系列优化,将新材料与集成化运用其中,带来了轻量化突破。”
“本田 5AT为保证机械可靠性,采用高强度铸铁壳体+钢质齿轮组的保守设计,整机重量达 85-90kg。”
“其平行轴布局中,输入轴与中间轴的中心距固定为 145mm,齿轮模数统一为 2.5mm,通过增加轴径φ35mm和齿轮厚度18mm来提升承载能力,导致体积较大。”
“长×宽×高为 420×380×260mm,适配车型受限于中型车及以上。”
“我们自主开发的 48V轻混平行轴 5AT通过材料升级与结构集成实现轻量化革新。”
这是将来完全可以拿出来好好宣传的东西,纪华今天肯定是准备好了相关的资料给陆燃好好的汇报一下。
“材料应用方面,我们采用 6系铝合金壳体替代铸铁,减重 25%。”
“齿轮组使用 20CrMnTi渗碳淬火钢,表面硬度 HRC60-62。”
“在保持强度的前提下将模数缩减至 2.2mm,齿轮厚度减至 15mm。”
“输入轴采用中空结构,壁厚 5mm,轴径缩减至φ30mm,重量降低 18%。”
为了达成这个轻量化目标,纪华可是带着技术团队做了不少工作。
如今有机会一个一个的展现出来,他也是非常开心。
“在结构集成方面,我们将 48V电机控制器与 TCU集成于变速箱壳体侧面,减少外部线束长度。”