英國開(kāi)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(kāi)的SAE混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)技術(shù)研討會(huì )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(wú)級變速系統。它可以同時(shí)取代混合動(dòng)力汽車(chē)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(dòng)力汽車(chē)的燃油效率提升1～2%，降低系統復雜程度，無(wú)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(cháng)）。但是Kirby還說(shuō)，更深入的測試和優(yōu)化還需要繼續進(jìn)行。

背景

Magnomatics成立于2006年，由一群來(lái)自謝菲爾德大學(xué)的工程師創(chuàng )建，目的是將大學(xué)里開(kāi)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(dòng)力的項目曾獲得了英國技術(shù)戰略委員會(huì )TSB的資助。它們包括：

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

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

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

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

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

在2013年，Magnomatics加入了Proving Factory公司，以滿(mǎn)足汽車(chē)公司對MAGSPLIT系統的中等產(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(shí)現量產(chǎn)。）

MAGSPLIT原理

本質(zhì)上，它使用磁鐵代替行星齒輪，同時(shí)搭配高性能永磁無(wú)刷電動(dòng)機。在輸入軸轉速一定的前提下，通過(guò)在多組控制線(xiàn)圈中通電/斷開(kāi)的方式（也就是改變動(dòng)力傳輸的路徑），實(shí)現輸出軸轉速的改變。

Magnomatics說(shuō)，MAGSPLIT的安裝位置為內燃機曲軸箱的旁邊。齒比通過(guò)流過(guò)電機/發(fā)電機的電流大小控制。這些電能既可以瞬時(shí)存儲，還可以流入第二個(gè)驅動(dòng)電機，用來(lái)驅動(dòng)。

這使得發(fā)動(dòng)機可以運行在效率最高的轉速區間里，改變轉速的任務(wù)完全交由MAGSPLIT完成。MAGSPLIT系統的磁力耦合在額定工況下，效率達到99.5%。

MAGSPLIT 2

在MAGSPLIT 2系統中，它減少部件，刪掉亮環(huán)外圈磁鐵（控制轉子和太陽(yáng)輪），僅剩兩個(gè)轉子，用電磁場(chǎng)產(chǎn)生太陽(yáng)輪的效果。

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

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

MAGSPLIT原始設計。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(yáng)輪”反而位于最外層。當“PM控制轉子”靜止的時(shí)候，傳動(dòng)比是固定的。通過(guò)控制流過(guò)定子的電流大小，即可改變“PM控制轉子”的轉速，實(shí)現較大范圍的傳動(dòng)比變化。

MAGSPLIT也可以通過(guò)類(lèi)似原理實(shí)現空檔和倒檔。

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

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