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全球汽车电动化转型风起云涌,梅赛德斯 - 奔驰全面电动化战略正加速推进,节奏紧紧贴合全球客户多元出行需求。为满足市场多样期待,奔驰于全新 MMA 架构中,创新推出混合动力驱动方案,核心是新研发的 8G-eDCT 48V 电气化 8 速双离合变速器,搭配新 M252 四缸汽油机与 1.3kWh 48V 电池。
8G-eDCT 技术亮点也很多:经典三轴布局+ 8 个前进挡与倒挡动力传递流畅;湿式嵌套三离合器设计,可灵活切断内燃机与传动系统连接;并排永磁同步电机,最大功率 20kW、扭矩 85Nm,全挡位电动驱动,能量回收功率达 25kW;集成逆变器与变速器控制器,变速器缩短约 50mm;含油仅重 112kg,结构超紧凑;还提供前驱和 4MATIC 全轮驱动双版本。那么,这背后的思考究竟又是什么呢?
今天我们来一起看看,本文将回答以下关键技术问题:
8G-eDCT系统的整体架构是怎样的?
其核心部件如电机、三离合器、齿轮组等的技术参数和功能特点是什么?
系统的动力传递路径和工作模式如何实现?
电液控制单元和集成式控制器(VGSI)的作用及设计有何亮点?
全轮驱动版本的结构和扭矩分配机制是什么?以及该系统的发展前景和扩展潜力如何?
图片来源:Mercedes-Benz MMA
目录
01 8G-eDCT系统的诞生背景与开发概况
1.1 奔驰紧凑车型传动系统的发展历程
1.2 MMA架构与48V混合动力系统的需求
1.3 8G-eDCT的开发目标与合作情况
02 8G-eDCT系统的整体架构与技术规格
2.1 系统的核心组成概述
2.2 紧凑化与集成化设计实现
2.3 主要技术规格参数
03 核心部件技术解析:电机与三离合器
3.1 并排布置的永磁同步电机
3.1.1 电机的技术参数与性能表现
3.1.2 电机的冷却方式与集成特点
3.2 创新的嵌套式三离合器设计
3.2.1 三离合器的结构组成与参数
3.2.2 三离合器的功能优势与工作原理
4 总结
注:以上内容节选,完整内容知识星球中发布
01
8G-eDCT系统的诞生背景与开发概况
1.1 奔驰紧凑车型传动系统的发展历程
下面我们来看看奔驰紧凑车型传动系统的发展脉络。
全新的梅赛德斯-奔驰模块化架构(MMA)代表着奔驰入门级车型的第五代产品。到2025年,新一代CLA将作为该家族的首款车型推出。MMA车型家族的模块化架构为奔驰在驱动概念和生产方面提供了极大的灵活性,每款车型都可配备电驱动和混动驱动。
在传动系统方面,继内部研发的7G-DCT和8G-DCT之后,8G-eDCT是奔驰的第三代双离合变速箱,它建立在前代变速箱的深度理解和概念基础之上。客户可以在前置前驱和4MATIC全轮驱动之间进行选择,该变速器将专门与新研发的M252汽油发动机配合使用。
图片来源:Mercedes-Benz MMA
1.2 MMA架构与48V混合动力系统的需求
在奔驰的可持续业务战略中,纯电动汽车占据核心地位。然而,这种转型的步伐由全球客户的期望和出行需求所决定。因此,即将推出的基于奔驰模块化架构(MMA)的车辆也将提供采用48V技术的混合动力车型,而新的混合动力变速器8G-eDCT就是专门为该平台研发的。
该混合动力系统由三个主要部件组成:
一个容量约1.3kWh、重量仅22kg的紧凑型扁平电池,放置在驾驶员座椅下方
新开发的四缸内燃机M252,将提供三种功率版本
创新的8G-eDCT变速器
集成到变速器中的电机,在整个转速范围内智能地辅助内燃机。在城市速度下以及需求小于20kW的驾驶场景中,车辆可以纯电运行,电动滑行速度可达约100km/h。由于完善的P2混合动力架构,电机可以在所有八个挡位进行能量回收,最多可回收25kW的能量。
图片来源:Mercedes-Benz MMA
1.3 8G-eDCT的开发目标与合作情况
8G-eDCT的开发目标明确,包括:
缩短整体长度以满足车辆规格要求;
将逆变器和变速器控制器集成到一个紧凑的实体中;
减轻系统重量以提高效率;
采用完善的P2混合动力架构,实现运行策略的最大灵活性;
通过创新技术解决方案提高系统效率;
改善NVH性能,优化驾驶动态和舒适性。
8G-eDCT变速器由奔驰构思,与麦格纳动力总成合作开发至量产成熟度,并由战略生产合作伙伴麦格纳动力总成在巴里生产。在生产过程中还采用了新的制造工艺,例如滚削加工。
图片来源:Mercedes-Benz MMA
02
8G-eDCT系统的整体架构与技术规格
2.1 系统的核心组成概述
以上我们知道了8G-eDCT的诞生背景和开发情况,那么它的整体架构究竟是怎样的呢?这背后的集成思路又是什么呢?下面我们一起来看看。
8G-eDCT系统核心组成丰富,包含:换挡模块、电液控制单元、变速器壳体、全集成变速器控制器和逆变器(VGSI)、冷却模块、带分离离合器的双离合器、电机、动力输出单元(PTU)以及齿轮组等。
电机、逆变器和变速器形成一个高度集成的单元。通过电机的并排布置以及将逆变器集成到变速器中,实现了极其紧凑的尺寸。此外,逆变器还与变速器控制单元组合成一个整体,这使得变速器长度较前代缩短了50mm。创新的三离合器实现了完善的P2混合动力架构,允许在所有挡位进行电动驱动和能量回收。
图片来源:Mercedes-Benz MMA
2.2 紧凑化与集成化设计实现
紧凑化和集成化设计是8G-eDCT的一大亮点,它是如何实现的呢?
该单元的紧凑尺寸主要通过电机的并排布置和连接实现,电机、分离离合器和动力换挡离合器形成一个高度集成的单元。逆变器不仅集成到变速器中,还与变速器控制单元组合成一个实体,这一设计直接缩短了变速器长度。
在齿轮组设计上,通过智能嵌套和齿轮对组合,实现了351mm的轴向长度。采用滚削制造工艺实现的一体式空心轴,使得不同直径的齿轮可以以最小的轴向距离布置,增强了变速器的紧凑性和效率。同时,倒挡惰轮现在直接与三挡惰轮啮合,相比前代缩短了11mm的齿轮组长度。
图片来源:Mercedes-Benz MMA
2.3 主要技术规格参数
8G-eDCT的齿轴系统技术规格参数能直观反映其性能,具体如下表所示:
图片来源:SysPro系统工程智库
03
核心部件技术解析:电机与三离合器
3.1 并排布置的永磁同步电机
3.1.1 电机的技术参数与性能表现
了解了系统整体架构后,我们来深入看看核心部件。
首先是电机,8G-eDCT采用永磁同步电机(PSM)作为驱动电机。其技术参数十分亮眼,在直流电压40V时,峰值功率可达20kW,该功率在3000rpm时可持续20秒,最大扭矩为85Nm。通过传动比为i=2.397的直齿轮级,在两个变速器输入轴上可额外获得约205Nm的扭矩。
在性能表现上,电机在整个转速范围内为内燃机提供支持,尤其在低速时显著改善加速性能。在城市交通以及需求小于20kW的驾驶场景中,车辆可纯电运行,电动滑行速度可达100km/h。在能量回收方面,电机可在所有挡位进行recuperation,回收功率最高达25kW,效率高达96.4%。
图片来源:SysPro系统工程智库
3.1.2 电机的冷却方式与集成特点
电机的冷却和集成方式对其性能和寿命至关重要。
8G-eDCT电机的冷却通过转子轴实现,转子轴直接集成到变速器的冷却油路中,这种设计能有效带走电机运行产生的热量,确保电机在适宜的温度下工作,维持稳定性能。在集成特点上,电机采用并排布置的连接方式,与分离离合器、动力换挡离合器形成高度集成的单元。
这种集成方式是实现完善的P2混合动力架构的关键,使得电机能够在所有八个前进挡和倒挡实现驱动和能量回收功能,同时也有助于减小整个系统的体积,提高空间利用率。
图片来源:Mercedes-Benz MMA
3.2 创新的嵌套式三离合器设计
3.2.1 三离合器的结构组成与参数
三离合器是8G-eDCT的另一大创新之处,它采用湿式多片离合器的三径向设计。