1、電驅動機械式自動變速系統（EMT）的研發(fā)及產業(yè)化1 EMT系統電動汽車除了儲能裝置以外，最重要的是動力驅動裝置。動力驅動裝置由電機和變速器構成，而我國汽車自動變速器基本依賴進口，長期制約著我國汽車的國產化進程。本項目提出的EMT系統可打破國外汽車公司對自動變速器的技術壟斷，解決汽車技術空心化的問題，使我國的汽車零部件水平實現跨越發(fā)展，在短時間內達到國際領先水平。本項目提出的電驅動機械式自動變速系統是以自動變速器EMT（Electric drive Mechanical Transmission）為基礎的電動汽車動力系統。屬具有完全自主知識產權的原始創(chuàng)新，其結構及原理如圖1所示。該系統由換檔調速

2、電機、電機控制器、機械式變速器、換檔執(zhí)行機構、EMT控制器等組成。EMT為電力驅動主動同步機械式自動變速器，結合了電力驅動技術、電子控制技術與機械傳動技術；去掉了離合器及機械式同步器，用電驅主動同步代替機械式變速器換檔時的摩擦被動同步，實現系統自動換檔。電機控制器EMT控制器機械式變速器換檔執(zhí)行機構電機換檔執(zhí)行機構S1輸出軸換檔調速電機a EMT組成原理圖b EMT結構示意圖圖1 EMT結構與原理換檔調速電機電機控制器EMT控制器機械式變速器換檔執(zhí)行機構驅動電機驅動電機控制器EMT系統為平臺化設計的電動汽車核心驅動部件，該系統適用于純電動汽車動力系統、燃料電池汽車動力系統和混合動力汽車動力系統

3、。圖2所示為基于EMT系統的純電動汽車和燃料電池汽車動力系統，其中驅動電機及其控制器可以兼并換檔調速電機和控制器。圖2 基于EMT純電動汽車和燃料電池汽車動力系統圖3所示為基于EMT的混合動力系統，該系統用一個離合器可實現雙離合器并聯式混合動力多能源管理系統的全部功能，對不同電功率比的系統適應性強，包括微混（ISG）、中混、全混以及Plug in。同時，用一個離合器可實現混聯模式，其功能比伊頓豐富，控制比伊頓、Prius簡單，性能可靠，價格低。a 雙離合并聯式混合動力系統b 基于EMT的并聯式混合動力系統c 基于EMT的混聯式混合動力系統變速器電機發(fā)動機EMT發(fā)動機EMT發(fā)電機發(fā)動機圖3 基于

4、EMT的混合動力系統2 項目優(yōu)勢（1）EMT相對于手動變速器，因為省去了離合器和機械式同步器，提高了可靠性的同時降低了維護成本，且價格比同類手動變速器產品低30%。（2）現已完成兩檔和三檔客車用EMT系統的樣機開發(fā)，在國家機動車質量監(jiān)督檢驗中心（重慶）進行了檢測，性能指標為：l EMT換檔時間：各檔換檔時間低于1.1s；l EMT換檔平順，無沖擊；l EMT系統效率達到85.9%（電機控制器+電機+變速器）；（3）該系統已經用于東風公司的純電動城市客車EQ6102HBEVA和充電式混合動力(plug-in)城市客車EQ6110HEV。3000km的運營表明，EQ6110HEV車輛百公里油耗16

5、.5L/100km，節(jié)油率50%。經核算，按財政補貼42萬，相對傳統汽車，整車價格可控制在75萬80萬。兩車在襄樊試車場測試，動力性指標達到最高車速90km/h，0到50km/h加速時間20s，最大爬坡度30%（并完成坡道起步），如圖4所示。這種動力系統特別適合于多坡道城市公交線路，現已于恒通公司合作，試制重慶市純電動城市客車。襄樊試車場完成30%坡道試驗襄樊試車場完成30%坡道起步試驗圖4 裝備EMT的東風客車在襄樊試車場試驗3 現有基礎本項目在湖北省、武漢市和襄樊市領導的大力支持下，襄樊宇清電動汽車有限公司與武漢理工大學成立了電動汽車工程中心，開展了多年的相關研究，已經完成了眾多型號的電動

6、汽車用電機、電機控制器及EMT系統的開發(fā)。襄樊宇清電動汽車有限公司生產的電機為上海申沃、鄭州宇通、鄭州日產等整車企業(yè)配套，現已裝電動汽車1000余輛，其中，提供2010年上海世博會384套（混合動力城市客車裝車162臺，純電動汽車裝車60臺），是上海世博會電動城市客車電機的最大供應商。宇清公司的基于EMT的動力系統及多能源管理控制系統已向東風公司提供了兩套，并完成裝車和運營；向鄭州宇通客車股份有限公司提供3套系統，用于12m純電動、混合動力和燃料電池城市客車試制，由于優(yōu)化了燃料電池汽車能量配置和動力系統輸出調節(jié)范圍，該車僅采用25kw燃料電池電堆即可滿足車輛的動力性，達到零排放。（1）已授權發(fā)

7、明專利：1）多級高效變頻調速電動汽車驅動裝置及控制方法，專利號：ZL 2004 1 0013404.02）混合動力電動輪胎門式吊船機，專利號：ZL 2004 1 0012876.43）雙離合自動變速動力耦合器，專利號：ZL 2005 1 0018787.54）基于公交線路的串聯式混合動力城市公交客車控制方法，專利號：ZL 2004 1 0013403.6（2）已授權實用新型專利：1）混合動力電動汽車控制裝置，專利號：ZL 2.72）電動汽車的變速器操縱機構，專利號：ZL 2.93）電動汽車自動變速動力系統，專利號：ZL 2.3（3）已申請待授權發(fā)明專利：1）齒輪嚙合有源同步裝置，申請?zhí)枺?.7

8、2）電動汽車電機自動變速驅動系統，申請?zhí)枺?.63）電動汽車電機自動變速控制系統，申請?zhí)枺?.1（4）PCT 國際申請:電動汽車電機自動變速驅動系統, 國際申請?zhí)枺篜CT/CN 2010/000143 優(yōu)先權日：2009年04月27日，發(fā)文日:2010年02月11日 4 創(chuàng)新點（1）變速器主動同步原始創(chuàng)新現有變速器均為基于摩擦原理的被動同步， EMT運用電機非線性PID快速響應調速技術，實現了電驅動主動同步，從而取消了傳統的離合器和機械式同步器。（2）EMT 系統的集成創(chuàng)新功能集成：電動汽車的驅動電機兼并了EMT中的換檔調速電機。結構集成：電機與變速箱集成保證整車布置的要求。（3）電動汽車動力

9、系統平臺化系統結構模塊化：同一系列的EMT系統通過配置的調整，可適用于各類電動汽車（純電動汽車、充電式混合動力汽車、普通混合動力汽車、燃料電池電動汽車）。控制策略易于擴展，可適用于不同車型(包括城市客車、微型車、轎車、輕、中、重型商用車等）。 5 下一步研究（1）設計軟件開發(fā)1）EMT系統變速器計算機輔助設計軟件2）EMT系統電機計算機輔助設計軟件3）基于EMT的電動汽車性能仿真及開發(fā)軟件（2）電機及控制器研究1）改進電機沖片工藝，恢復沖片物理性能2）電機定子繞組研究，改善降低諧波的影響3）電機軸承的承受力分析，提高軸承的使用壽命4）電機零件加工工藝研究，降低電機振動噪聲5）電機減重，降低電機的轉動慣量6）電機及控制器的非線性PID快速響應研究7）電機及控制器耐久可靠性研究（3）城市客車用EMT定型研究1）EMT關鍵零部件工藝設計及模具開發(fā)2）機械式變速器嚙合套接合花鍵型線優(yōu)化設計3）EMT執(zhí)行結構及其傳感器優(yōu)化設計4）水冷電機殼體模具開發(fā)5）控制器及傳感器的環(huán)境適應性研究（4）標準體系建立系統性能檢測方法及技術條件企業(yè)標準制定（5）