英國開發(fā)第二代電磁eCVT燃效提升2%

在今年在美國圣地亞哥召開的SAE混合動力電動車技術(shù)研討會上，Magnomatics公司創(chuàng)始人兼總裁Chris Kirby介紹了該公司第二代MAGSPLIT eCVT緊湊型磁力無級變速系統(tǒng)。它可以同時取代混合動力汽車上的行星齒輪變速箱和電機/發(fā)電機模塊。

磁力eCVT變速箱的原型試驗顯示，它可以使一般混合動力汽車的燃油效率提升1～2%，降低系統(tǒng)復(fù)雜程度，無需潤滑，耗電量?。梢越档碗姵爻叽?，或使得原有電池的壽命更長）。但是Kirby還說，更深入的測試和優(yōu)化還需要繼續(xù)進行。

背景

Magnomatics成立于2006年，由一群來自謝菲爾德大學(xué)的工程師創(chuàng)建，目的是將大學(xué)里開發(fā)的磁力耦合和磁力電機技術(shù)商業(yè)化。

Magnomatics的一些關(guān)于混合動力的項目曾獲得了英國技術(shù)戰(zhàn)略委員會TSB的資助。它們包括：

·HiTED商用車輪轂電機(Volvo, Kollmorgen, Magnet Applications)

·HiUCV垃圾車用輪轂電機(Dennis Eagle, MIRA, Arnold Magnetics, MTL)

·MCVT磁力eCVT重載車輛變速箱(Volvo, Arnold Magnetics)

·MAGSPLIT磁力eCVT乘用車變速箱(Ford, Romax Technology, Arnold Magnetics)

在2012年，Magnomatics公司獲得了250萬英鎊的資助，用來發(fā)開磁力電機和發(fā)電機，拓展混合動力市場。其中的106萬英鎊來自Yorkshire金融旗下的IP集團。Fusion IP也在該技術(shù)里投資了36萬6千英鎊。

在2013年，Magnomatics加入了Proving Factory公司，以滿足汽車公司對MAGSPLIT系統(tǒng)的中等產(chǎn)能需求。（Proving Factory是英國的一項合作計劃，目的是幫助技術(shù)研發(fā)者將創(chuàng)新性的、低碳跡的原型產(chǎn)品，實現(xiàn)量產(chǎn)。）

MAGSPLIT原理

本質(zhì)上，它使用磁鐵代替行星齒輪，同時搭配高性能永磁無刷電動機。在輸入軸轉(zhuǎn)速一定的前提下，通過在多組控制線圈中通電/斷開的方式（也就是改變動力傳輸?shù)穆窂剑?，實現(xiàn)輸出軸轉(zhuǎn)速的改變。

Magnomatics說，MAGSPLIT的安裝位置為內(nèi)燃機曲軸箱的旁邊。齒比通過流過電機/發(fā)電機的電流大小控制。這些電能既可以瞬時存儲，還可以流入第二個驅(qū)動電機，用來驅(qū)動。

這使得發(fā)動機可以運行在效率最高的轉(zhuǎn)速區(qū)間里，改變轉(zhuǎn)速的任務(wù)完全交由MAGSPLIT完成。MAGSPLIT系統(tǒng)的磁力耦合在額定工況下，效率達(dá)到99.5%。

MAGSPLIT 2

在MAGSPLIT 2系統(tǒng)中，它減少部件，刪掉亮環(huán)外圈磁鐵（控制轉(zhuǎn)子和太陽輪），僅剩兩個轉(zhuǎn)子，用電磁場產(chǎn)生太陽輪的效果。

Kirby說，MAGSPLIT2 在減小磁性材料的用量的同時，還提供了更大的控制能力和設(shè)計靈活性。

Magnomatics已經(jīng)開發(fā)出了三臺基于200牛米乘用車的MAGSPLIT原型產(chǎn)品，分別為：帶有三轉(zhuǎn)子的MAGSPLIT 1型；帶有表面磁鐵的MAGSPLIT 2a型；和具有內(nèi)置磁鐵的MAGSPLIT 2b型（磁鐵位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部）。MAGSPLIT 2b型使用大約1.5公斤的磁性材料，比1型的3.3公斤節(jié)省很多。

MAGSPLIT原始設(shè)計。磁力耦合是其中的關(guān)鍵部件。和普通行星齒輪相比，它正好是里外相反的。高速的“太陽輪”反而位于最外層。當(dāng)“PM控制轉(zhuǎn)子”靜止的時候，傳動比是固定的。通過控制流過定子的電流大小，即可改變“PM控制轉(zhuǎn)子”的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)較大范圍的傳動比變化。

MAGSPLIT也可以通過類似原理實現(xiàn)空檔和倒檔。

Kirby說，傳動比改變的最直接原因是在最外圈高速旋轉(zhuǎn)的磁鐵陣列的排列方式的改變。傳動比在1：1到1：15范圍內(nèi)可變。

因為MAGSPLIT沒有摩擦，沒有泵液損失，所以它可以在很大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)非常經(jīng)濟的運轉(zhuǎn)。內(nèi)置的扭矩補償裝置可以減小傳動系統(tǒng)扭振，所以不再需要安裝飛輪和扭轉(zhuǎn)減震器。