由吉凱恩開發(fā)的eTWINSTER是首款新一代電驅(qū)動橋系統(tǒng)，該系統(tǒng)使得混合動力車輛的效率和動態(tài)性能向前邁進一大步。

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

　　目前，市場上可用的許多電驅(qū)動橋系統(tǒng)必須在高傳動速度時斷開，原因是電動機的最高容許轉(zhuǎn)速以及采用的齒輪速比，而且即便在斷開情況下，電驅(qū)動橋上還可能殘留高達2.5Nm的拖拽扭矩(見圖1)。這樣的結(jié)果就會導致對傳動系統(tǒng)的整體效率產(chǎn)生極大負面影響，并且在高速運轉(zhuǎn)時影響更甚。

　　由于系統(tǒng)重量的增加(因增加了電池、電動機、逆變器等)，混合動力車輛的傳動動力與相對應的常規(guī)動力(全輪驅(qū)動)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，因為歸根到底開放式差速器可以提供給車輛的牽引力有局限性。

　　吉凱恩eTWINSTER恰好可以解決這些弱點：一個關鍵特征就是集成了吉凱恩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(例如：JLR Evoque的傳動總成采用了此技術(shù))。

　　結(jié)構(gòu)

　　該系統(tǒng)以沃爾沃SPA平臺電驅(qū)動橋為依托，由吉凱恩于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 雙引擎插電式混動力車型上，幫助沃爾沃集團的這款旗艦產(chǎn)品實現(xiàn)了平均2.1升/100km的燃油消耗，并且可在5.9秒內(nèi)實現(xiàn)0到100kph的加速。由于此項工作是在這款系列車型的開發(fā)階段完成的，因此，吉凱恩對該系列車型以及電動后橋相關的其他方面非常了解。由于這些原因，吉凱恩選擇了XC90作為開發(fā)eTWINSTER的實驗車輛。

　　電動后橋為同軸構(gòu)造，電動機的空心軸和差速器的位置同軸(見圖2)。電動機的動力輸出經(jīng)由一個副軸與主減齒輪相連。右后傳動軸穿過電動機中心。在現(xiàn)有系列車型中，電驅(qū)動橋通過一個已獲專利的電磁驅(qū)動斷開差速器在速度為160kph時斷開。

　　對于新開發(fā)的吉凱恩eTWINSTER來說，驅(qū)動橋的基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了改變(同軸布局并配有副軸)。關鍵的差異是，斷開差速器已經(jīng)由兩個配有液壓驅(qū)動活塞的并排TWINSTER離合器所取代。這兩個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。

　　為了能達到所需的液壓系統(tǒng)壓力，主外殼內(nèi)集成了一個由無刷直流電機、液壓泵和閥門組成的執(zhí)行器。變速器和執(zhí)行器共用一個油路，因此使用相同潤滑油。該油路設計同時也是變速器使用干油槽(電驅(qū)動斷開時)設計的基礎。因此將無刷直流電機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，同時也將液壓閥集成在該區(qū)域內(nèi)。

　　吉凱恩eTWINSTER 總共使用三個液壓閥門。其中兩個閥門用于將油噴到左右離合器活塞表面，第三個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。潤滑油在各個潤滑點的分配可通過不同的孔口來調(diào)節(jié)。

　　吉凱恩 TWINSTER 離合器的關鍵元件如：執(zhí)行器、離合器摩擦片和液壓活塞都是吉凱恩的標準化系統(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)造出一種諸如吉凱恩eTWINSTER這樣的復雜系統(tǒng)成為可能。

　　功能

　　電動機產(chǎn)生的動力從電動機的傳動小齒輪傳給副軸的齒輪。之后，動力經(jīng)由副軸上的小齒輪軸上的小齒輪到達主減齒輪。通過將液壓施加到離合器活塞，會軸向移動離合器摩擦片組，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,(本文所示的設計產(chǎn)品中)每個后輪最大可以施加1200Nm的傳動扭矩。對于其他應用，通過更改摩擦片數(shù)量可以擴展離合器扭矩。

　　根據(jù)傳動情況，兩個離合器完全可以獨立控制，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凱恩自己的車輛動態(tài)控制器，也就是所謂的TASC(車輛牽引力和穩(wěn)定性控制)進行調(diào)整。根據(jù)不同的輸入信號(如：車輪速度和方向盤轉(zhuǎn)向角度)控制器也可計算出后輪所需的扭矩，并且能夠?qū)⒂嬎憬Y(jié)果傳給無刷直流電機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態(tài)控制器構(gòu)架可以快速方便地實現(xiàn)各種應用。

　　優(yōu)勢

　　由于后輪之間的扭矩分配可以按需控制，eTWINSTER為電動后橋上的扭矩矢量控制提供了機會。轉(zhuǎn)彎時，外輪將會得到比內(nèi)輪更大的扭矩。此項功能源自專門車輛動態(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)動后橋間的速度差會對車輛的動態(tài)性能有更大的正面影響。

　　此外，相比傳統(tǒng)四輪驅(qū)動概念而言，eTWINSTER 概念具有獨特優(yōu)勢。即使在減速時，也可以利用能量回饋功能將期望扭矩引至后格車輪。這種情況相當于通過剎車介入(內(nèi)輪制動)完成扭矩矢量控制。只有在采用GKN eTWINSTER 的情況下，驅(qū)動力才未在制動的情況下?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現(xiàn)車輛的中性轉(zhuǎn)向及至向過度的狀態(tài)。整個車輛變得更加敏捷，轉(zhuǎn)彎半徑更小，側(cè)向加速度更高。

　　作為進一步的功能，吉凱恩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)動可將兩個后輪連接在一起。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)，吉凱恩eTWINSTER的效率均比傳動電動后橋更佳。使用干油槽設計以及伴隨而來的飛濺損失降低均會改善運行效率。在斷開狀態(tài)下，eTWINSTER的剩余拖拽扭矩明顯低于傳動驅(qū)動橋(配有差速器和斷開裝置)的拖拽扭矩。此優(yōu)勢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性措施來實現(xiàn)(參見圖1)

　　總結(jié)

　　通過將TWINSTER技術(shù)集成到電動車橋內(nèi)這一舉措，使得電力傳動總成系統(tǒng)在效率和車輛動態(tài)性能方面向前邁進了一大步，同時樹立了新的標準。

　　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力及純電動車輛，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，確保整個系統(tǒng)的效率得到顯著提升。