最近大家都聽說比亞迪推出了DM-i超級混動,一箱油能跑1100公里,不用充電也做到了比豐田雙擎車型更低的油耗成績,究竟是怎么回事?本篇通過解析它的結(jié)構(gòu)和原理,逐一給大家說明。
(注:本文字?jǐn)?shù)約5300字,理解難度為3顆星,讀完有助于你理解比亞迪DM技術(shù),適合收藏和分享)
在大家印象中,比亞迪以前的插電式混動車型都是偏重動力性能,譬如“542科技”,強調(diào)的是0-100km/h加速時間5秒內(nèi),搭載電四驅(qū)系統(tǒng),百公里綜合油耗在2L以內(nèi)。
這里我跟大家簡單普及一下比亞迪DM雙?;靹蛹夹g(shù)的發(fā)展歷史:
第一代DM技術(shù)的代表車型是比亞迪F3 DM,該車型采用的是雙電機串并聯(lián)的方式,實現(xiàn)了一半是燃油,一半是電動的混動方式。
第二代DM技術(shù)在充分發(fā)揮電機輸出強大動力的特性上,繼續(xù)以P3+P4的架構(gòu)為基礎(chǔ),增大電池容量,推出了純電續(xù)航里程為80km以及100km的秦DM、唐DM和宋DM。
第三代DM技術(shù)是在第二代DM技術(shù)的基礎(chǔ)上,新增了高電壓的BSG電機,通過優(yōu)化控制策略以及在BSG電機的幫助下,實現(xiàn)更低油耗、更優(yōu)的NVH表現(xiàn)以及更強的動力性能。
來到2021年,比亞迪DM技術(shù)進化到第四代,劃分為DM-p和DM-i。以前在售的DM車型都會劃歸DM-p平臺,側(cè)重強勁的動力性能。
比亞迪DM-i則是是在第一代DM基礎(chǔ)上進化升級而來,該技術(shù)的關(guān)鍵詞是大電機+大電池,且采用雙電機串、并聯(lián)的連接方式。
誕生于DM-i平臺的新車則注重一件事:省油、省油、省油!同時,DM-i平臺的新車還會兼顧一定的動力性能,接下來我逐一細(xì)說。
比亞迪DM-i超級混動是基于第一代DM技術(shù)平臺打造的全新動力架構(gòu),采用的是雙電機串并聯(lián)動力架構(gòu),其中“i”即intelligent,指智慧、節(jié)能、高效,滿足“追求更低行車油耗”的用戶。
DM-i超級混動由驍云-插混專用1.5L發(fā)動機、EHS電混系統(tǒng)、DM-i超級混動專用功率型刀片電池、交直流車載充電器等核心零部件組成。
從動力總成模型來看,DM-i超級混動在布局上十分緊湊靈活,熱效率非常高的發(fā)動機與EHS電混系統(tǒng)通過濕式離合器相連,動力總成系統(tǒng)功率為160/173kW。
1、什么是EHS電混系統(tǒng)
DM-i超級混動搭載的EHS電混系統(tǒng)包含了兩臺電機,發(fā)電機以及驅(qū)動電機,是P1+P3的電機架構(gòu)。
這套EHS電混系統(tǒng)按照功率劃分有三款,分別是EHS132、EHS145和EHS160。數(shù)字代表的是EHS電混系統(tǒng)的峰值功率,譬如秦PLUS DM-i 55km尊貴型和55km旗艦型,搭載的是EHS132,它的電混系統(tǒng)峰值功率就是132kW。
DM-i超級混動搭載的驅(qū)動電機和發(fā)電機均是轉(zhuǎn)速高達16000轉(zhuǎn)的扁線電機,優(yōu)點就是體積小、材料省、效率高、導(dǎo)熱強、溫升低、噪音小等等。值得一提的是,這個成型繞組電機效率高達97.5%,效率相當(dāng)高。
電控方面,DM-i超級混動采用的是比亞迪第四代IGBT技術(shù),擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán),其電控綜合效率高達98.5%。
從結(jié)構(gòu)上看,EHS電混系統(tǒng)完全取代了傳統(tǒng)的機械變速箱,取消了令消費者擔(dān)心的DCT雙離合變速箱。
傳動方面改用了和電動車相似的單級減速器直接驅(qū)動,因此可完全把搭載DM-i超級混動的新車當(dāng)作電動車來用,享受與電動車一樣安靜舒適的駕乘體驗。
2、DM-i采用刀片電池 也講究快充
DM-i超級混動專用功率型刀片電池即是磷酸鐵鋰電池,電池電量為8.3-21.5kWh,純電續(xù)航51-120km,其中長續(xù)航版本支持快充,充電倍率高達2C,30分鐘即可將電量從30%充至80%,40分鐘即可將電量從15%充至80%。
刀片電池最大的優(yōu)勢在于安全性能高,符合針刺測試標(biāo)準(zhǔn);并且空間利用率高、靈活性強,它沒有模組結(jié)構(gòu),體積效率高達65%,扁平模塊化設(shè)計使得它的電池包尺寸靈活性更強,把寬敞的車廂空間還給駕乘者;再者就是它采用了蜂窩鋁板結(jié)構(gòu),強度更高,更能保護電池的安全。
3、 插混專用1.5L發(fā)動機 省油也靠它
在去年11月,比亞迪正式發(fā)布了這臺代號472QA的1.5L阿特金森循環(huán)發(fā)動機,它是一臺插混專用的1.5L高效發(fā)動機,壓縮比高達15.5:1,最大功率81kW/6000rpm,峰值扭矩135N·m/4500rpm,最高熱效率達到43.04%,符合國六B排放標(biāo)準(zhǔn)。
除了高壓縮比,這款發(fā)動機還將空調(diào)壓縮機、真空泵等附件全部改為電力驅(qū)動,以減少摩擦阻力;加上智能熱管理技術(shù)、發(fā)動機分體冷卻技術(shù)等等的應(yīng)用,最終實現(xiàn)超低油耗表現(xiàn)。
4、插混專用渦輪增壓1.5Ti發(fā)動機 唐DM-i搭載
驍云-插混專用渦輪增壓1.5Ti高效發(fā)動機的動力更強一些,它的最大功率為102kW/5200rpm,峰值扭矩達到231Nm/1350-4000rpm。
它采用米勒循環(huán),壓縮比高達到12.5:1,同樣取消了輪系結(jié)構(gòu)并采用了低摩擦設(shè)計,峰值熱效率達到了40%,在渦輪增壓發(fā)動機領(lǐng)域,這樣高的熱效率也是比較少見。今年3月底上市的唐DM-i將搭載這款發(fā)動機。
這款發(fā)動機在結(jié)構(gòu)上還有一個特點,就是采用了VTG可變截面渦輪增壓器,它可以控制廢氣的流速,從而達到渦輪轉(zhuǎn)速的目的。
在發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時,可以加快廢氣的流速,驅(qū)動渦輪加速,以盡快建立壓力;在發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時,可以減慢廢氣流速,避免渦輪超速或者產(chǎn)生排氣回壓。
首批搭載DM-i超級混動技術(shù)的車型是秦PLUS DM-i、宋PLUS DM-i以及唐DM-i。
它們將在今年三月份陸續(xù)上市,目前三款車公布的預(yù)售價格分別是10.78-14.78萬元、15.38-17.58萬元、19.78-22.48萬元。三款車型均提供標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版和長續(xù)航版,純電續(xù)航里程51-120公里,其中長續(xù)航版支持快充。
為什么搭載了DM-i超級混動的車型就能很省油?因為搭載了DM-i系統(tǒng)的新車都有著以電為主,以發(fā)動機為輔的特點。
大部分工況都以電機驅(qū)動為主,所以它的核心技術(shù)就是兩點,大電機+大電池,用大功率電機驅(qū)動車輛,用大容量功率型刀片電池來儲存能量。
核心問題:電從哪里來?
1、充電;
標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版車型采用的是220V交流慢充,長續(xù)航版車型采用的是直流快充,30分鐘即可將電量從30%充至80%,40分鐘即可將電量從15%充至80%。
2、發(fā)動機串聯(lián)發(fā)電機發(fā)電;
1.5L高效發(fā)動機會聚焦在高效工作區(qū)間,即保持在熱效率40%以上的轉(zhuǎn)速區(qū)間運行,通過帶動發(fā)電機來發(fā)電。
3、動能回收。
踩下剎車或者松開油門,都能進入動能回收的狀態(tài),將車輛多余的動能轉(zhuǎn)化為電能儲存到電池中。
搭載DM-i超級混動的新車一共提供了四種動力模式,覆蓋用戶的全部使用場景,包括EV純電、HEV串聯(lián)、HEV并聯(lián)、發(fā)動機直驅(qū)。下面分別展開說說他們的工作原理:
EV純電模式的工作原理
EHS電混系統(tǒng)在切換為純電模式下,驅(qū)動電機由動力電池供能驅(qū)動車輛,無需換擋,用戶能享受純電車型帶來的線性駕乘體驗,同時采用扁線電機、高轉(zhuǎn)速以及直噴式油冷技術(shù)等行業(yè)先進技術(shù),使得驅(qū)動電機性能及其NVH方面的表現(xiàn)都相當(dāng)出色。
HEV串聯(lián)模式的工作原理
EHS電混系統(tǒng)在HEV串聯(lián)模式下,發(fā)動機通過發(fā)動機軸與發(fā)電機相連,帶動發(fā)電機發(fā)電,再通過雙電控優(yōu)異的控制性能,將電能輸出給驅(qū)動電機,直接用于驅(qū)動車輪,提升了傳動效率。
同時,得益于自主研發(fā)的IGBT4.0技術(shù),優(yōu)異的整車控制策略會自動切換驅(qū)動模式,如果車輛SOC值較高,則會智能地將驅(qū)動切換為純電模式,發(fā)動機停機,油耗消耗量為零;如果車輛SOC值較低,則會智能地使發(fā)動機工作在油耗最佳效率區(qū),同時將富余能量通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能,暫存到電池中,大大提升了保電性能,實現(xiàn)全工況使用不易虧電。大容量電池能儲存更多動能回收的電量,實現(xiàn)更長距離的純電模式行駛。
HEV并聯(lián)模式的工作原理
EHS電混系統(tǒng)在HEV并聯(lián)模式下,是讓電池在合適的時間介入,提供電能給驅(qū)動電機,與發(fā)動機直驅(qū)路徑形成并聯(lián)模式,實現(xiàn)更強大的動力輸出。
并聯(lián)模式是在整車處于高速超車或者超高速行駛時使用,此時整車行車功率需求太高,脫離了發(fā)動機經(jīng)濟功率。驅(qū)動電機與發(fā)動機并聯(lián)驅(qū)動,實現(xiàn)強勁的動力輸出。
但得益于DM-i插混專用的功率型刀片電池的應(yīng)用,能讓電機輔助輸出動力的時間更長久,使得整體油耗水平相比于傳統(tǒng)燃油車會更低。
發(fā)動機直驅(qū)模式的工作原理
為了降低高速工況下的油耗,在車速高于某一閾值時,整車控制策略會智能地切換為高速巡航模式。高速巡航的時候(車速在60-70km/h或以上),發(fā)動機不再用于發(fā)電,而是用于直驅(qū),無需換擋,簡化了傳動路徑,使得油耗更低。
通過EHS電混系統(tǒng)內(nèi)部的離合模塊及液壓系統(tǒng),將發(fā)動機動力直接作用于車輪,并且控制發(fā)動機工作在效率最高區(qū)域,降低發(fā)動機油耗,而且為了避免發(fā)動機能量的浪費,發(fā)電機和驅(qū)動電機隨時待命,在發(fā)動機直驅(qū)功率有富余時,及時介入將能量轉(zhuǎn)化為電能,存儲在電池中,提高整個模式內(nèi)能量的利用率。
得益于這套以電機為主、發(fā)動機為輔的電混架構(gòu),DM-i超級混動在動力輸出不再過多依靠發(fā)動機,即便是電池電量較低的情況下,發(fā)動機更多的是起到發(fā)電的作用,驅(qū)動的工作由驅(qū)動電機負(fù)責(zé)。
據(jù)介紹,在虧電狀態(tài)的不同工況下,比亞迪DM-i的車輛會以不同的動力模式行駛,大部分工況下,純電動行駛占比更多,真正做到了以電為主。加上電池包容量大,能做到儲存更多動能回收的能量,從而繼續(xù)供驅(qū)動電機使用,因此它是能做到更低油耗的。
就像是虧電城市工況,只需18%的時間讓發(fā)動機串聯(lián)發(fā)電,就能滿足81%時間都是純電驅(qū)動。因此,從這個角度來看,DM-i超級混動更偏向于增程式技術(shù)。
我們總結(jié)了網(wǎng)友們的一些問題,并與比亞迪專門負(fù)責(zé)DM技術(shù)研發(fā)的工程師做了獨家采訪溝通,希望能給大家提供更多關(guān)于DM-i超級混動的信息。(持續(xù)更新中)
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