由吉?jiǎng)P恩開發(fā)的eTWINSTER是首款新一代電驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)，該系統(tǒng)使得混合動(dòng)力車輛的效率和動(dòng)態(tài)性能向前邁進(jìn)一大步。

　　放眼目前混合動(dòng)力及純電動(dòng)車輛的注冊(cè)情況，您會(huì)清晰地看到這兩類車輛在全世界正受到越來越多的重視。吉?jiǎng)P恩憑借其廣泛的電動(dòng)車變速器和電驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品組合為此類車輛的成長提供了幫助，并且對(duì)開發(fā)出更強(qiáng)大及高效的動(dòng)力裝置起到了推動(dòng)作用?，F(xiàn)在，隨著吉?jiǎng)P恩eTWINSTER的研發(fā)，電力驅(qū)動(dòng)迎來了另一個(gè)顯著發(fā)展階段，該產(chǎn)品可以大大改善混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)性能。

　　目前，市場(chǎng)上可用的許多電驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)必須在高傳動(dòng)速度時(shí)斷開，原因是電動(dòng)機(jī)的最高容許轉(zhuǎn)速以及采用的齒輪速比，而且即便在斷開情況下，電驅(qū)動(dòng)橋上還可能殘留高達(dá)2.5Nm的拖拽扭矩(見圖1)。這樣的結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的整體效率產(chǎn)生極大負(fù)面影響，并且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)影響更甚。

　　由于系統(tǒng)重量的增加(因增加了電池、電動(dòng)機(jī)、逆變器等)，混合動(dòng)力車輛的傳動(dòng)動(dòng)力與相對(duì)應(yīng)的常規(guī)動(dòng)力(全輪驅(qū)動(dòng))車輛相比明顯受到了影響，主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)向不足更加明顯，因?yàn)闅w根到底開放式差速器可以提供給車輛的牽引力有局限性。

　　吉?jiǎng)P恩eTWINSTER恰好可以解決這些弱點(diǎn)：一個(gè)關(guān)鍵特征就是集成了吉?jiǎng)P恩TWINSTER技術(shù)，該技術(shù)體現(xiàn)于AWD后橋系統(tǒng)中，并且已經(jīng)成功引入市場(chǎng)(例如：JLR Evoque的傳動(dòng)總成采用了此技術(shù))。

　　結(jié)構(gòu)

　　該系統(tǒng)以沃爾沃SPA平臺(tái)電驅(qū)動(dòng)橋?yàn)橐劳校杉獎(jiǎng)P恩于2015年中期開發(fā)并批量生產(chǎn)。此外，該系統(tǒng)還用在新型沃爾沃XC90 T8 雙引擎插電式混動(dòng)力車型上，幫助沃爾沃集團(tuán)的這款旗艦產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了平均2.1升/100km的燃油消耗，并且可在5.9秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)0到100kph的加速。由于此項(xiàng)工作是在這款系列車型的開發(fā)階段完成的，因此，吉?jiǎng)P恩對(duì)該系列車型以及電動(dòng)后橋相關(guān)的其他方面非常了解。由于這些原因，吉?jiǎng)P恩選擇了XC90作為開發(fā)eTWINSTER的實(shí)驗(yàn)車輛。

　　電動(dòng)后橋?yàn)橥S構(gòu)造，電動(dòng)機(jī)的空心軸和差速器的位置同軸(見圖2)。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出經(jīng)由一個(gè)副軸與主減齒輪相連。右后傳動(dòng)軸穿過電動(dòng)機(jī)中心。在現(xiàn)有系列車型中，電驅(qū)動(dòng)橋通過一個(gè)已獲專利的電磁驅(qū)動(dòng)斷開差速器在速度為160kph時(shí)斷開。

　　對(duì)于新開發(fā)的吉?jiǎng)P恩eTWINSTER來說，驅(qū)動(dòng)橋的基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了改變(同軸布局并配有副軸)。關(guān)鍵的差異是，斷開差速器已經(jīng)由兩個(gè)配有液壓驅(qū)動(dòng)活塞的并排TWINSTER離合器所取代。這兩個(gè)離合器基本上可以放入與舊式產(chǎn)品相同的安裝空間內(nèi)。前提要求是將主減齒輪集成到離合器摩擦片外載體上，并將離合片布置在其下方以節(jié)約空間。

　　為了能達(dá)到所需的液壓系統(tǒng)壓力，主外殼內(nèi)集成了一個(gè)由無刷直流電機(jī)、液壓泵和閥門組成的執(zhí)行器。變速器和執(zhí)行器共用一個(gè)油路，因此使用相同潤滑油。該油路設(shè)計(jì)同時(shí)也是變速器使用干油槽(電驅(qū)動(dòng)斷開時(shí))設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因此將無刷直流電機(jī)和液壓泵布置在變速器下方共用油槽區(qū)域內(nèi)。由于具備可用的安裝空間，同時(shí)也將液壓閥集成在該區(qū)域內(nèi)。

　　吉?jiǎng)P恩eTWINSTER 總共使用三個(gè)液壓閥門。其中兩個(gè)閥門用于將油噴到左右離合器活塞表面，第三個(gè)閥門用來控制軸承和齒輪的潤滑，以及離合器的冷卻。這樣不僅可以使離合器受壓，而且可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)潤滑油的流量。潤滑油在各個(gè)潤滑點(diǎn)的分配可通過不同的孔口來調(diào)節(jié)。

　　吉?jiǎng)P恩 TWINSTER 離合器的關(guān)鍵元件如：執(zhí)行器、離合器摩擦片和液壓活塞都是吉?jiǎng)P恩的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)元件，具備完全定義的物理接口、邏輯接口和材料接口，也就是所謂的“積木模塊”。這種通用零部件策略使得在短期內(nèi)穩(wěn)健地開發(fā)和創(chuàng)造出一種諸如吉?jiǎng)P恩eTWINSTER這樣的復(fù)雜系統(tǒng)成為可能。

　　功能

　　電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)小齒輪傳給副軸的齒輪。之后，動(dòng)力經(jīng)由副軸上的小齒輪軸上的小齒輪到達(dá)主減齒輪。通過將液壓施加到離合器活塞，會(huì)軸向移動(dòng)離合器摩擦片組，使內(nèi)摩擦片載體連接到外摩擦片載休。最大離合器壓力為35bar。根據(jù)選擇的離合器壓力,(本文所示的設(shè)計(jì)產(chǎn)品中)每個(gè)后輪最大可以施加1200Nm的傳動(dòng)扭矩。對(duì)于其他應(yīng)用，通過更改摩擦片數(shù)量可以擴(kuò)展離合器扭矩。

　　根據(jù)傳動(dòng)情況，兩個(gè)離合器完全可以獨(dú)立控制，因此，可以在左右輪之間的后橋上隨意分配扭矩。這種扭矩分配可以通過吉?jiǎng)P恩自己的車輛動(dòng)態(tài)控制器，也就是所謂的TASC(車輛牽引力和穩(wěn)定性控制)進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)不同的輸入信號(hào)(如：車輪速度和方向盤轉(zhuǎn)向角度)控制器也可計(jì)算出后輪所需的扭矩，并且能夠?qū)⒂?jì)算結(jié)果傳給無刷直流電機(jī)和液壓閥門的硬件控制器。這種靈活的軟件，硬件控制器和車輛動(dòng)態(tài)控制器構(gòu)架可以快速方便地實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用。

　　優(yōu)勢(shì)

　　由于后輪之間的扭矩分配可以按需控制，eTWINSTER為電動(dòng)后橋上的扭矩矢量控制提供了機(jī)會(huì)。轉(zhuǎn)彎時(shí)，外輪將會(huì)得到比內(nèi)輪更大的扭矩。此項(xiàng)功能源自專門車輛動(dòng)態(tài)調(diào)試的部分功能，目的是通過施加正橫擺力矩減少車輛的轉(zhuǎn)向不足。

　　而且，控制前橋和電驅(qū)動(dòng)后橋間的速度差會(huì)對(duì)車輛的動(dòng)態(tài)性能有更大的正面影響。

　　此外，相比傳統(tǒng)四輪驅(qū)動(dòng)概念而言，eTWINSTER 概念具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。即使在減速時(shí)，也可以利用能量回饋功能將期望扭矩引至后格車輪。這種情況相當(dāng)于通過剎車介入(內(nèi)輪制動(dòng))完成扭矩矢量控制。只有在采用GKN eTWINSTER 的情況下，驅(qū)動(dòng)力才未在制動(dòng)的情況下?lián)p失，而是通過能量回饋功能挽回。

　　根據(jù)車輛的調(diào)校情況，利用所描述的措施可以實(shí)現(xiàn)車輛的中性轉(zhuǎn)向及至向過度的狀態(tài)。整個(gè)車輛變得更加敏捷，轉(zhuǎn)彎半徑更小，側(cè)向加速度更高。

　　作為進(jìn)一步的功能，吉?jiǎng)P恩eTWINSTER可以提供鎖定后橋的功能。類似于防滑差速器，通過離合器的同步驅(qū)動(dòng)可將兩個(gè)后輪連接在一起。這使得牽引力得到明顯改善，并且可以用作高速范圍內(nèi)的偏航衰減。

　　無論是耦合狀態(tài)或是斷開狀態(tài)，吉?jiǎng)P恩eTWINSTER的效率均比傳動(dòng)電動(dòng)后橋更佳。使用干油槽設(shè)計(jì)以及伴隨而來的飛濺損失降低均會(huì)改善運(yùn)行效率。在斷開狀態(tài)下，eTWINSTER的剩余拖拽扭矩明顯低于傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋(配有差速器和斷開裝置)的拖拽扭矩。此優(yōu)勢(shì)是通過快速有效地清除離合器摩擦片組上的潤滑油這一針對(duì)性措施來實(shí)現(xiàn)(參見圖1)

　　總結(jié)

　　通過將TWINSTER技術(shù)集成到電動(dòng)車橋內(nèi)這一舉措，使得電力傳動(dòng)總成系統(tǒng)在效率和車輛動(dòng)態(tài)性能方面向前邁進(jìn)了一大步，同時(shí)樹立了新的標(biāo)準(zhǔn)。

　　eTWINSTER憑借其扭矩矢量控制和防滑減速功能，創(chuàng)造出了更敏捷更加安全的混合動(dòng)力及純電動(dòng)車輛，并且通過使用TWINSTER離合器以及諸如干油槽等更加優(yōu)化的措施，確保整個(gè)系統(tǒng)的效率得到顯著提升。