編輯 邵華
近年來,電氣化、智能化等新技術的快速發展倒逼傳統汽車產業加速轉型升級。作為渦輪增壓技術的領導者,蓋瑞特早在2015年前便開始投資電動增壓技術,積極拓展混動汽車以及氫燃料電池汽車領域。此外,基于源自航空科技的DNA,蓋瑞特將應用在飛機和工業過程控制方面的網絡安全、健康管理和先進控制技術延申到汽車領域,在軟件開發上亦不斷加大投入,除了支持電氣化業務外,同步希望智能汽車領域能帶來新的業務增長。
推出電動渦輪增壓,發力混動市場
近年來,節能減排政策的苛嚴使得越來越多的主機廠選擇混動路線來滿足法規要求。從技術角度看,混合動力汽車的內燃機若要達到最佳油耗表現,渦輪增壓至關重要。根據行業研究機構IHS的預測,相較于傳統內燃機,混動汽車對渦輪增壓技術采用的比例會更高,預測從2024年起能夠達到76%。”
為滿足混合動力車輛所需,蓋瑞特率先開發了兩款通過電機驅動增壓系統的產品——電動渦輪增壓(電機和渦輪增壓器一體化集成裝置)和電動空壓機(與傳統渦輪增壓器結合使用的獨立裝置)。4月上海車展期間,兩款最新技術進行了集中呈現,并吸引了諸多行業人士關注。
據蓋瑞特中國乘用車業務總經理王成龍介紹, 48V/400V一體化電動渦輪增壓器源自F1賽車技術,其復雜的電機控制系統可以超過每分鐘20萬轉,顯著增強發動機在全工況下的瞬態響應性能。此外,在高速巡航的時候,該技術還具備能量回收功能。“新一代電動渦輪增壓技術將于年內在某豪華乘用車品牌車型上實現量產,另外國內幾家比較靠前的主機廠客戶對此技術亦比較感興趣,因為他們要開發超過45%以上熱效率的發動機,而電動渦輪增壓可以幫助其實現。” 王成龍說到。
蓋瑞特中國乘用車業務總經理 王成龍
對于電動渦輪增壓的技術開發難點,王成龍回復指出,整個集成裝置中電機的體積非常小,而且沒有空間布置位置傳感器和轉速傳感器,這需要通過軟件來給它明確的指令,并且要非常精確地到達發動機匹配需要的轉速。“蓋瑞特的優勢在于既有硬件也有軟件,整個系統是通過我們自有的能量管理軟件來控制實現的。”
蓋瑞特電動渦輪增壓器
和電動渦輪增壓器類似,電動空壓機也內置了高轉速電機,可以驅動壓輪極速響應,消除渦輪遲滯,并讓發動機實現更大扭矩。據悉,蓋瑞特新一代電動空壓機在實現更高功率的同時,體積更輕,尺寸更小,滿足了動機小型化設計的需求。
蓋瑞特新一代電動空壓機
升級技術,助力氫燃料電池汽車降本增效
與渦輪增壓作為燃油車輔助系統的定位不同,電動空氣壓縮機之于燃料電池動力系統而言是非常核心的關鍵技術,在幫助氫氧更好結合的同時,還能提升車輛的能量效率。
為此,蓋瑞特利用技術優勢開發出了分別用于乘用車和商用車的電動空壓機,幫助燃料電池顯著提升燃料電池堆的功率密度和效率,并可通過膨脹端的特有設計實現能量回收,節約能耗并降低使用成本。據了解,目前蓋瑞特所推出的氫燃料乘用車用400V空壓機和商用車用700V空壓機均使用了無油空氣軸承,滿足氫燃料系統的特定需求。
蓋瑞特氫燃料電池電動空壓機
王成龍告訴記著,目前蓋瑞特燃料電池電動空壓機已經開發到第三代,相比第一代(搭載于本田Clarity轎車,已量產),新一代產品體積縮小了近30%。“體積變小有兩個明顯優勢:一是容易被布置,二是成本下降。此外,新一代轉速電機的轉速還從10萬轉提升到了15萬轉,所需原材料減少,且轉速提升后,消耗功率會有所下降,這些都有利于節省原始成本。”
此外,王成龍透露,蓋瑞特正在推進相關產品的國產化,目前已經在上海建立了研發團隊和研發中心,相關的測試、臺架和研發能力也已經建立,預計今年年底或明年年初完成本地化的生產。
延用航空技術優勢,加大軟件投入
除了電氣化外,蓋瑞特還基于其航空等行業領域的知識及應用,通過對汽車系統的深入研究,開發出了滿足智能網聯汽車所需的軟件方案,當中主要包括車輛網絡安全解決方案、汽車智能健康管理軟件以及基于模型預測控制算法的先進控制軟件。
“現今,隨著智能網聯的快速發展,車企對網絡安全的重視度不斷提升。同源的網絡安全技術在航空領域已經非常成熟,對于其在汽車領域的拓展我們滿懷信心。” 蓋瑞特智能網聯汽車業務亞太區總經理吳軍指出。他表示,蓋瑞特的網絡安全解決方案可將 “監測-隔離-報告-修復”整合成閉環,一旦發生黑客入侵,解決方案能檢測異常并阻止攻擊,同時向由蓋瑞特大數據和機器學習支持的“車輛健康管理中心”報告,排除車輛當前及后續的安全隱患,阻止黑客攻擊的蔓延。
蓋瑞特智能網聯汽車業務亞太區總經理 吳軍
汽車智能健康管理軟件能在汽車復雜的系統中檢測出故障和異常,并提供實時的精確診斷,可幫助客戶在故障發生前就預測到潛在風險,縮短車輛失效時間并降低維修成本。
蓋瑞特汽車智能健康管理軟件
基于模型預測控制算法的先進控制軟件,主要將其自主開發的增壓系統控制和健康管理算法整合進電子控制單元(ECU)從而幫助車輛提升性能表現,同時降低油耗和排放水平。
據了解,為更好的滿足客戶需求,蓋瑞特目前已在全球建有5個軟件研發中心。“中國是我們尤為重視的市場,目前有近50人在做軟件方面的本地化開發。”吳軍說到。此外其透露,蓋瑞特車輛健康管理的服務方面已經在好幾個主機廠的主力車型上進行量產化,網絡安全服務明年將會和國內客戶一起推向市場。