解析新能源汽車(chē)對(duì)自動(dòng)變速箱產(chǎn)生的影響

        原則上說(shuō)，新能源車(chē)和自動(dòng)變速箱應(yīng)該是和平共處的關(guān)系。但事實(shí)上，從傳統(tǒng)車(chē)輛到新能源車(chē)輛架構(gòu)的變化最重要的一環(huán)就是變速箱。而傳統(tǒng)意義上的自動(dòng)變速箱在很大程度上會(huì)因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)的關(guān)系成為影響新能源車(chē)整車(chē)架構(gòu)的一大短板。所以在新能源車(chē)特別是相對(duì)復(fù)雜的插電式混合動(dòng)力車(chē)型中有很大一部分都沒(méi)有采用自動(dòng)變速箱。當(dāng)然也有依舊延續(xù)自動(dòng)變速箱傳統(tǒng)的，但是這些車(chē)所搭載的自動(dòng)變速箱已和傳統(tǒng)的自動(dòng)變速箱完全不一樣。到底為何呢有專(zhuān)家對(duì)此分析。
　　為什么傳統(tǒng)的自動(dòng)變速箱不適合于新能源車(chē)使用。要搞清楚自動(dòng)變速箱和新能源車(chē)的感情糾葛，就必須要從自動(dòng)變速箱的結(jié)構(gòu)和新能源車(chē)的架構(gòu)說(shuō)起。如此一來(lái)便一目了然。
　　首先來(lái)看傳統(tǒng)的自動(dòng)變速箱。傳統(tǒng)的自動(dòng)變速箱主體由行星齒輪機(jī)構(gòu)、液力變矩器構(gòu)成。其中，行星齒輪機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)變速箱速比的變化，換言之就是確定了變速箱的檔位。而在行星齒輪之前，則通過(guò)液力變矩器實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的柔性連接。從液力變矩器的工作原理中不難發(fā)現(xiàn)，液力變矩器是通過(guò)導(dǎo)輪、泵輪、渦輪等結(jié)構(gòu)對(duì)變速箱油施加動(dòng)力而實(shí)現(xiàn)的動(dòng)力傳遞。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，液力變矩器是通過(guò)液壓油來(lái)傳遞動(dòng)力的。
　　再來(lái)看新能源車(chē)的架構(gòu)，純電動(dòng)車(chē)當(dāng)然就不在咱們的討論范疇之內(nèi)，因?yàn)榧冸妱?dòng)機(jī)的恒功率恒扭矩輸出特性壓根就不需要變速箱這樣的裝置，僅僅一套減速器就足以滿足純電動(dòng)車(chē)的需求。這里要說(shuō)的是架構(gòu)更為復(fù)雜，動(dòng)力傳遞方式更多的混合動(dòng)力以及插電式混合動(dòng)力車(chē)型。從實(shí)用工況上來(lái)看，混合動(dòng)力車(chē)型以及插電式混合動(dòng)力車(chē)型所具備的兩種動(dòng)力都具備單獨(dú)提供動(dòng)力或同時(shí)協(xié)同工作的情況。而動(dòng)力最終傳遞到車(chē)輪上的動(dòng)力通路又只有一套，也就是變速箱、傳動(dòng)軸、主減速器、半軸等部分。那么問(wèn)題就來(lái)了，俗話說(shuō)一山不容二虎，兩套動(dòng)力的協(xié)同輸出就需要在變速箱的地方實(shí)現(xiàn)協(xié)同。更細(xì)致一點(diǎn)就是需要在動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)或者電動(dòng)機(jī)輸出的末端實(shí)現(xiàn)分配。在傳統(tǒng)的自動(dòng)變速箱上，這個(gè)位置就是液力變矩器的位置。
　　不過(guò)，從液力變矩器的原理我們也不難發(fā)現(xiàn)，液力變矩器通過(guò)液壓油傳遞動(dòng)力雖然保證了柔性連接，但液壓傳動(dòng)的最大一個(gè)特點(diǎn)不能反向傳遞的問(wèn)題也隨之而來(lái)。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液力變矩器傳遞到行星齒輪沒(méi)問(wèn)題，但是反過(guò)來(lái)讓行星齒輪帶動(dòng)液力變矩器傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)就不行，所以這就是為什么自動(dòng)擋車(chē)型都是嚴(yán)禁空擋滑行的原因所在。那么對(duì)于混合動(dòng)力或者插電式混合動(dòng)力車(chē)型而言，其中一個(gè)工況就是電動(dòng)機(jī)工作而發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，而電動(dòng)機(jī)在驅(qū)動(dòng)車(chē)輛時(shí)又無(wú)需變速器的加入，那么在這種情況下，貿(mào)然使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)就意味著液力變矩器處于反轉(zhuǎn)的狀態(tài)，必然會(huì)導(dǎo)致液力變矩器的燒毀。所以，從整車(chē)架構(gòu)上來(lái)看，傳統(tǒng)的自動(dòng)變速箱是不適合混合動(dòng)力或者是插電式混合動(dòng)力車(chē)型所搭載的。
　　那么，這是不是意味著自動(dòng)變速箱就會(huì)與新能源車(chē)無(wú)緣呢？當(dāng)然不是。一般來(lái)說(shuō)，業(yè)界有幾種解決辦法。
　　第一種解決辦法可以動(dòng)力傳遞的架構(gòu)上來(lái)解決這一問(wèn)題，典型的代表就是采埃孚的8HP自動(dòng)變速箱。這款變速箱通過(guò)將電動(dòng)機(jī)放置于液力變矩器后方，并加入一款名為HCC的液體冷卻式離合器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)動(dòng)力的傳動(dòng)。在很大程度上，8HP變速箱的傳動(dòng)主要仰仗于HCC的驅(qū)動(dòng)。事實(shí)上，這套變速箱總成本身就是一套混合動(dòng)力系統(tǒng)，由于電動(dòng)機(jī)位于液力變矩器后方，所以在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的工況下短接了液力變矩器和發(fā)動(dòng)機(jī)，然后通過(guò)液體冷卻式離合器鎖止速比實(shí)現(xiàn)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，不過(guò)受困于變速箱空間的布置，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力往往不會(huì)太大，所以這樣的結(jié)構(gòu)僅僅能夠算得上弱混系統(tǒng)。而對(duì)于分軸式插電式混合動(dòng)力車(chē)型的架構(gòu)而言，這樣的布置能夠完全避免液力變矩器的反轉(zhuǎn)。所以這樣的架構(gòu)是目前插電式混合動(dòng)力車(chē)型較為主流的配置方式。
　　第二種從架構(gòu)上解決自動(dòng)變速箱液力變矩器反轉(zhuǎn)問(wèn)題的架構(gòu)就是將電動(dòng)機(jī)放置于液力變矩器之前。以電動(dòng)機(jī)作為液力變矩器的驅(qū)動(dòng)部分出現(xiàn)，而液力變矩器和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的連接則通過(guò)離合裝置實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。這種架構(gòu)下也不存在反拖的問(wèn)題。不過(guò)，這種架構(gòu)不適合分軸式混合動(dòng)力的架構(gòu)，在這種架構(gòu)下，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工況下后橋是主要的動(dòng)力源，這種架構(gòu)無(wú)法避免液力變矩器反轉(zhuǎn)情況的發(fā)生。
　　第三種解決方案就要更加簡(jiǎn)單粗暴了，直接放棄自動(dòng)變速箱，以CVT或者是雙離合器變速箱取而代之。不過(guò)，這已經(jīng)是另外一個(gè)結(jié)構(gòu)的范疇，已經(jīng)超出了我們今天要討論的范圍。所以這里就不多討論。
　　通過(guò)分析我們不難發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)變速箱要與混合動(dòng)力車(chē)型以及插電式混合動(dòng)力車(chē)型實(shí)現(xiàn)匹配，首要解決的問(wèn)題就是液力變矩器的反轉(zhuǎn)問(wèn)題。在這其中，將電動(dòng)機(jī)至于液力變矩器后方的架構(gòu)被目前大多數(shù)的插電式混合動(dòng)力車(chē)型所采用。在之前的文章中筆者也說(shuō)過(guò)，得益于平臺(tái)布局的優(yōu)勢(shì)以及性能方面的優(yōu)勢(shì)，分軸式插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)會(huì)在未來(lái)成為插電式混合動(dòng)力車(chē)型的主流架構(gòu)，那么在這種情況下，電動(dòng)機(jī)位于液力變矩器后方的結(jié)構(gòu)形式將會(huì)更多的被新能源車(chē)所采用。所以，新能源時(shí)代的到來(lái)并不意味著自動(dòng)變速箱的走遠(yuǎn)，相反，自動(dòng)變速箱也會(huì)憑借大扭矩輸出的特性繼續(xù)在新能源時(shí)代里發(fā)揮其應(yīng)有的作用。