如果是當(dāng)初世界混動(dòng)技術(shù)有版圖的話,或許會(huì)被劃分為:日系混動(dòng)和其它混動(dòng)。而如今再重新畫一遍版圖的話,那它應(yīng)被分為,中國(guó)混動(dòng)、日系混動(dòng)和其它混動(dòng)。
【EV視界報(bào)道】根據(jù)近期的銷量數(shù)據(jù)顯示,2021年6月國(guó)內(nèi)乘用車新能源市場(chǎng)滲透率高達(dá)13.4%,而這其中的比亞迪穩(wěn)據(jù)六月中國(guó)新能源乘用車銷量第一。不僅如此,DM-i超級(jí)混動(dòng)車型訂單也已經(jīng)超過(guò)了10萬(wàn)輛,達(dá)到了一車難求的境界。似乎,在國(guó)內(nèi)的混動(dòng)車市場(chǎng),比亞迪正逐步地踏過(guò)國(guó)內(nèi)”混動(dòng)強(qiáng)權(quán)”車企的肩膀,走向第一陣營(yíng)的位置。那么,問(wèn)題來(lái)了。比亞迪究竟是靠著怎樣的“神兵利器”,沖到國(guó)內(nèi)混動(dòng)車市場(chǎng)的第一陣營(yíng)的?它的優(yōu)勢(shì)究竟有哪些?帶著這個(gè)疑問(wèn),在我們與比亞迪高管的見面會(huì)上,找到了一些答案。
這條路不容易
2008年,第29屆夏季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)在中國(guó)北京正式拉開帷幕?;蛟S是機(jī)緣巧合,就在這一年,比亞迪的首款,哦不,確切地說(shuō)國(guó)內(nèi)首款混合動(dòng)力車型,搭載了比亞迪第一代DM技術(shù)的比亞迪F3DM問(wèn)世了,而在當(dāng)時(shí),獨(dú)領(lǐng)全球的混動(dòng)車型也只有豐田普銳斯,所以比亞迪F3DM的出現(xiàn),也可以說(shuō)是國(guó)內(nèi)“彎道超車”的開始。
由于要從零摸索,因此總會(huì)必不可少地借鑒一些行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)的技術(shù)。但當(dāng)時(shí),豐田這套THS混動(dòng)系統(tǒng)由于技術(shù)難度較高(行星齒輪),并且有著專利保護(hù),所以要想達(dá)到同樣的節(jié)油效果,需要“另辟蹊徑”。比亞迪就在CVT變速箱內(nèi)安置了兩個(gè)電機(jī),實(shí)現(xiàn)了雙電機(jī)的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)(類似本田i-MMD),并搭載了一塊將近15度電的磷酸鐵鋰電池,將它們組合在一起,就是我們見到的第一代DM混動(dòng)技術(shù)了。
比亞迪第一代DM
但是,這套系統(tǒng)并未大量的量產(chǎn)和投放,這其中的原因就是“太貴”。首先,這套系統(tǒng)雖然在動(dòng)力上要領(lǐng)先于當(dāng)時(shí)的豐田THS,但是其整體的成本卻要高出后者。更重要的是,在當(dāng)時(shí)三元鋰電池還未普及,磷酸鐵鋰電池正值青春的時(shí)候,因其能量密度小,占用相體積和重量大的弊端,增加了車輛設(shè)計(jì)的難度。按照當(dāng)時(shí)的行情,比亞迪F3DM混動(dòng)版本要比燃油車貴出8萬(wàn)元左右,所以這款車也只是向政府和銀行等事業(yè)單位投放,到2011年停售,只賣出了365輛。
不過(guò),這套技術(shù)隨著比亞迪推出DM二代、三代之后,終于又再一次地被提起,但它卻化作了另外一幅樣貌,這也就是我們今天見到的比亞迪DM-i混動(dòng)技術(shù)。
什么是DM-i技術(shù)?如何做到節(jié)能?
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),比亞迪DM-i由一臺(tái)為其專門打造的驍云-插混專用1.5L阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、ECVT、EHS電混系統(tǒng)和混動(dòng)專用功率型刀片電池等組成。這其中的每一個(gè)系統(tǒng)單元都涵蓋了比亞迪最新的節(jié)能技術(shù),所以這一塊,我們還是分開來(lái)講。
比亞迪DM-i搭載了一臺(tái)專門打造的驍云插混專用1.5L阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),擁有43.04%的超高熱效率值。這是什么概念?一般來(lái)說(shuō),現(xiàn)在國(guó)際領(lǐng)先水平大概在40%左右,而以低油耗為傲的本田也只達(dá)到了40.5%,那這背后是如何做到的?
首先,這套發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)擁有15.5:1的超高壓縮比,可以有效地降低排氣損失和進(jìn)氣損失,提高燃燒效率。并且,比亞迪還在這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上裝備了一個(gè)低溫廢氣再循環(huán)的EGR冷卻系統(tǒng)。
EGR翻譯成中文為廢氣再循環(huán)管效系統(tǒng),由于發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度在85℃左右最理想,這時(shí)候機(jī)油的粘度和流動(dòng)性都達(dá)到最佳平衡狀態(tài),溫度低于80℃時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)為不正常的低溫模式工作,這時(shí)候機(jī)油流動(dòng)性不足,潤(rùn)滑不良,摩擦加?。粶囟仍?5℃左右時(shí),或者更高溫度,會(huì)使機(jī)油粘性不夠,導(dǎo)致潤(rùn)滑不良,而且會(huì)加速氮氧化物的合成,造成排放超標(biāo)。
而該系統(tǒng)工作原理就是就是將排氣中的一些廢氣重新引入到進(jìn)氣管重新燃燒,可以通過(guò)經(jīng)過(guò)了降溫的排氣來(lái)減少氮氧化合物的生成,同時(shí)引入了進(jìn)氣歧管的廢氣中的惰性氣體,降低了氣缸中的氧含量,可以有效抑制混合氣發(fā)生自燃的風(fēng)險(xiǎn),降低爆震幾率。如此有效降低燃?xì)鉁囟?,提高系統(tǒng)效率,降低進(jìn)氣損失。
有消息稱,比亞迪把EGR率做到了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的25%,因此可以全方面地提高熱效率來(lái)節(jié)省油耗。除此之外,超低摩擦、分體冷卻設(shè)計(jì)等技術(shù)也被運(yùn)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上。所以綜合看出,為了提高熱效率,比亞迪在這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上做了大范圍的“減法”,從而到達(dá)理想的數(shù)據(jù)狀態(tài)。
作為DM-i的核心,EHS電混系統(tǒng)采用了串并聯(lián)的雙電機(jī)設(shè)計(jì),其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)擁有132kW、145kW和160kW三種不同的峰值功率,而發(fā)電機(jī)則根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的不同而有所不同。其中,132kW和145kW版本所搭載的發(fā)電機(jī)的峰值功率是75kW,160kW版本所搭載的發(fā)電機(jī)的峰值功率是90kW,三款電機(jī)轉(zhuǎn)速都高達(dá)1萬(wàn)6千轉(zhuǎn),扭矩都超過(guò)了300N·m。
電池方面,DM-i搭載了比亞迪專為該平臺(tái)打造的 混動(dòng)專用的功率型刀片電池,其電池包的容量為8.3kWh和21.5kWh兩種,其單片電池容量達(dá)1.53kWh。
該刀片電池采用冷媒直冷技術(shù),相比液冷減少了一級(jí)能量交換,換熱效率比液冷提升了20%!再通過(guò)電池高頻充放電,給電池加熱,不僅能熱,還熱的均勻,脈沖自加熱效率比液加熱提升10%,減小了車輛嚴(yán)寒條件下續(xù)航縮水的困擾。
另外,電池包結(jié)構(gòu)部分采用了類似蜂窩鋁板結(jié)構(gòu),強(qiáng)度更高,并符合針刺測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)還首次在插混車型同時(shí)提供交流慢充和直流快充兩種補(bǔ)電方式,其中使用直流快充時(shí)電量從30%充到80%僅需30分鐘,從15%充到80%僅需40分鐘。
傳統(tǒng)混動(dòng)車:“饋電油耗3.8L,這輩子沒見過(guò)這樣囂張的!”
汽車絕對(duì)是人類發(fā)展史最重要的發(fā)明之一,它的誕生和發(fā)展也給人類帶來(lái)了巨大而深刻的變化。但在這汽車百年發(fā)展的格局中,以發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、底盤、電機(jī)設(shè)備等為核心的技術(shù)統(tǒng)治了許久,但直至混動(dòng)車型的概念出現(xiàn),它們才逐漸的走下歷史的舞臺(tái)。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),比亞迪DM-i從整個(gè)混動(dòng)技術(shù)路線來(lái)看,以搭載的大容量電池和高性能大功率扁線電機(jī)為基礎(chǔ),依靠大功率高效電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),并讓發(fā)動(dòng)機(jī)在高效轉(zhuǎn)速區(qū)發(fā)電,適時(shí)直驅(qū),擺脫對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴、以油為主的設(shè)計(jì)架構(gòu),從而大幅降低了油耗,也就是以電為主來(lái)實(shí)現(xiàn)超低油耗的節(jié)能方法。
與傳統(tǒng)的混動(dòng)車相比,比亞迪DM-i因主要以電驅(qū)為主,發(fā)動(dòng)機(jī)為輔且只用于高效區(qū),因此可以說(shuō)在平時(shí)比亞迪DM-i就好比一個(gè)純電動(dòng)車。而到了電量不足時(shí),該混動(dòng)系統(tǒng)則瞬間變成低油耗的混動(dòng)車型。所以其在市區(qū)行駛的話,將近99%的工況下是用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),并且有81%的工況下發(fā)動(dòng)機(jī)處于熄火狀態(tài),可以說(shuō)完全零油耗。
另外,比亞迪首款搭載DM-i超級(jí)混動(dòng)系統(tǒng)的轎車秦PLUS DM-i(參數(shù)|報(bào)價(jià))更是實(shí)現(xiàn)了虧電油耗僅3.8L/100km,可油可電綜合續(xù)航超1245km。并且電機(jī)響應(yīng)時(shí)間僅為10ms,提速飛快。而傳統(tǒng)混動(dòng)則以發(fā)動(dòng)機(jī)為主、電機(jī)電池為輔,并且發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)時(shí)間則需要200ms。
增程?不,它只是我的一部分
比亞迪EHS電混系統(tǒng)是DM-i超級(jí)混動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵所在,采用了雙電機(jī)的結(jié)構(gòu),一個(gè)電機(jī)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng),另一個(gè)電機(jī)主要負(fù)責(zé)發(fā)電,兩個(gè)電機(jī)采用平行軸的布置方式。按照能量流的走向,DM-i超級(jí)混動(dòng)系統(tǒng)主要有四種運(yùn)轉(zhuǎn)工況,EV純電動(dòng)模式、HEV混動(dòng)串聯(lián)模式、HEV混動(dòng)并聯(lián)模式還有發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式。
在DM-i超級(jí)混動(dòng)專用功率型刀片電池電量充足的情況下,EV模式適用于DM-i超級(jí)混動(dòng)系統(tǒng)的全域工況。在這種模式下,車輛相當(dāng)于一臺(tái)純電動(dòng)車,DM-i超級(jí)混動(dòng)專用功率型刀片電池的電量直接給驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)并不會(huì)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)電機(jī)也不會(huì)進(jìn)行發(fā)電。這得益于容量更大的動(dòng)力電池包,在駕駛的多數(shù)情況下,DM-i超級(jí)混動(dòng)系統(tǒng)都處于EV模式,這個(gè)時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)避開了低效區(qū)間,而由電動(dòng)機(jī)在在高效區(qū)間運(yùn)行,不僅起步加速?gòu)?qiáng)勁,也能降低頻繁起步加速時(shí)候的能耗,適用于城市道路環(huán)境。
但在電池虧電、急加速或者超高速等工況下,DM-i超級(jí)混動(dòng)系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入HEV模式,HEV模式又可以分為HEV串聯(lián)和HEV并聯(lián)模式:
其中,一般中低速行駛時(shí),車輛會(huì)保持在HEV串聯(lián)模式。在該模式下,DM-i超級(jí)混動(dòng)系統(tǒng)以接近增程的方式運(yùn)行——發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行高效發(fā)電,電能直接供給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。同時(shí)系統(tǒng)的控制策略將會(huì)把發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在最佳能效區(qū)間,富余的電能將會(huì)儲(chǔ)存在刀片電池中。
當(dāng)電池組電量低的時(shí)候就,車輛便進(jìn)入HEV串聯(lián)模式。在該模式下,即體驗(yàn)到純電動(dòng)駕駛的快感,又不會(huì)擔(dān)心車輛電量不足帶來(lái)的里程焦慮。另外,系統(tǒng)也會(huì)根據(jù)路況和工況,以及電池組的電量情況,自動(dòng)進(jìn)入EV純電模式,避免不必要的燃油消耗。
但如果駕駛者需要中低速狀態(tài)急加速或者超高速行駛的時(shí)候,DM-i則進(jìn)入HEV并聯(lián)模式。在這個(gè)模式下,通過(guò)EHS的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪,而電池也為電動(dòng)機(jī)提供電量,此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)一并出力,共同驅(qū)動(dòng)車輛,系統(tǒng)也能爆發(fā)出最大的功率。
HEV并聯(lián)模式多數(shù)在全油門加速情況下出現(xiàn),這個(gè)時(shí)候車輛的動(dòng)力在短時(shí)間內(nèi)就達(dá)到最強(qiáng)輸出,以秦PLUS為例,0-100km/h加速時(shí)間僅為7.3秒,足以和2.0T級(jí)動(dòng)力的燃油車相比擬,超車只在彈指間。
最后,當(dāng)車輛進(jìn)入高速巡航狀態(tài)時(shí),DM-i超級(jí)混動(dòng)系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式,此時(shí)EHS電混系統(tǒng)直接結(jié)合離合器和液壓系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)車輪。發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式工況下,可以充分利用汽油機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)間,實(shí)現(xiàn)低油耗長(zhǎng)續(xù)航。發(fā)動(dòng)機(jī)有余力時(shí)也可以充電,提供給隨后的城市路況實(shí)現(xiàn)純電驅(qū)動(dòng),進(jìn)一步提升系統(tǒng)效率。
所以可以看出,該技術(shù)在純電模式下與燃油增程可謂“近親”。但與之不同的是,DM-i在驅(qū)動(dòng)模式上具備EV、串聯(lián)、并聯(lián)和直驅(qū)能力,特別是在高速時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)進(jìn)入高效區(qū)直接驅(qū)動(dòng)車輪更經(jīng)濟(jì),能耗更低。而增程式僅能以EV和串聯(lián)模式驅(qū)動(dòng),并且發(fā)動(dòng)機(jī)只參與串聯(lián)發(fā)電,因此在高速時(shí)油耗會(huì)增高。
與“日系”相比,DM-i有何勝算?
有人說(shuō)“日系”混動(dòng)的地位在全球混動(dòng)市場(chǎng)中有著不小的影響力,特別是“雙田”,成為矗立全球混動(dòng)市場(chǎng)中的兩座大山。而在面對(duì)它們,比亞迪DM-i是否有能力翻過(guò)它們呢?
從混動(dòng)架構(gòu)來(lái)看,豐田雙擎混動(dòng)系統(tǒng)由1個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)、1個(gè)發(fā)電機(jī)、1個(gè)電動(dòng)機(jī)再加1套行星齒輪組組成,主要原理是發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)給電池充電,電池給電動(dòng)機(jī)供電,然后驅(qū)動(dòng)車輪。同時(shí),電機(jī)還帶能量回收功能,可以對(duì)電池反向充電。行星齒輪組在其中起調(diào)配作用,動(dòng)力的傳遞、油和電的轉(zhuǎn)化,都通過(guò)這個(gè)齒輪組來(lái)完成。所以可以看出,豐田雙擎最大的優(yōu)勢(shì)是省油,其原理歸根結(jié)底用一句話概括“能用電就不燒油?!?比如擁堵怠速時(shí)不燒油,只用電,用油的地方保證發(fā)動(dòng)機(jī)最高效負(fù)荷,這也是雙擎“越堵越省油”的原因。
而本田i-MMD系統(tǒng)由高效發(fā)動(dòng)機(jī)、集成雙電機(jī)的E-CVT、功率控制單元PCU以及高放電倍率的鋰電池組成,擁有混動(dòng)(Hybrid)、純電(EV)、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)三種動(dòng)力模式,分別應(yīng)用于不同的工況下:在城市道路低速行駛時(shí),采用純電模式,利用電機(jī)低速扭矩充足的優(yōu)點(diǎn),避開低速情況下發(fā)動(dòng)機(jī)效率低、油耗高的缺點(diǎn);高速巡航時(shí),內(nèi)置離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)直接傳輸?shù)杰囕?驅(qū)動(dòng)車輛前行;在高速超車等需要較強(qiáng)動(dòng)力時(shí),采用混動(dòng)模式,發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,發(fā)出的電輸送給電機(jī),同時(shí)動(dòng)力電池也給電機(jī)輸電,電機(jī)具有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)所無(wú)法提供的低轉(zhuǎn)速、高扭矩的特性,使得加速性能更強(qiáng)。
但比亞迪的DM-i,其主要以電為主的插電混動(dòng)為核心,為用戶提供接近純電動(dòng)車駕駛體驗(yàn)的同時(shí),提高效率,降低油耗,特別在虧電油耗方面,據(jù)工信部數(shù)據(jù)顯示,雖然卡羅拉雙擎e+工信部綜合工況油耗1.3L,但這是在滿油滿電狀況下的工況油耗。在工信部的數(shù)據(jù)列表中,還有一個(gè)叫B狀態(tài)工況油耗,它代表的則是饋電油耗。數(shù)據(jù)顯示,卡羅拉雙擎e的B工況油耗達(dá)4.3L,而比亞迪秦plus dmi的B工況油耗(饋電油耗)是3.8L,而滿油滿電則達(dá)0.7L。
編輯總結(jié):根據(jù)國(guó)內(nèi)的政策,到2035年,仍占市場(chǎng)一半份額的非新能源車型中,混合動(dòng)力將成為其中的主導(dǎo)力量。由此可見,混動(dòng)技術(shù)的發(fā)展已成為中國(guó)“彎道超車”的另一條“快車道”。而比亞迪的DM-i不單單是打開了國(guó)內(nèi)“依賴”合資品牌的門檻,也是打開了通往世界的“大門”。
比亞迪表示,DM-i車型成本非常的低,只比燃油版車型價(jià)格多出2萬(wàn)出頭。而現(xiàn)有的秦Pro DM,相比燃油版本要貴出了5萬(wàn)多。而PHEV車型享受國(guó)家政策補(bǔ)貼的基礎(chǔ),是純電續(xù)航里程至少要達(dá)到50km,并且越高越好,所以電池這塊接近1萬(wàn)的成本,是省不掉的。雖然取消了雙離合變速箱,但新增E-CVT變速箱,再加上電機(jī)和控制系統(tǒng),這個(gè)成本控制非常難達(dá)成。
作為類比,本田剛剛量產(chǎn)的1.5L混動(dòng)系統(tǒng),混動(dòng)版本比燃油版本價(jià)格要高出4萬(wàn)元,豐田對(duì)A級(jí)車的混動(dòng)總成做了一些“讓利”,但差價(jià)也還是有2萬(wàn)左右。而這兩者的電池都是非常小的,成本也就兩千元左右。 馬自達(dá)費(fèi)了那么大的勁,開發(fā)了一套火花塞點(diǎn)火控制壓燃點(diǎn)火技術(shù),聽起來(lái)都繞口,實(shí)際控制則更加復(fù)雜,雖提高了了壓縮比,但代價(jià)是還要加95號(hào)汽油。所以,通過(guò)筆者上述羅列的一些解讀,不知您是否了解了比亞迪DM-i車型銷量“頭名”的奧義。相信有了這幾大賣點(diǎn)和媲美同級(jí)燃油車的落地價(jià),勢(shì)必會(huì)轉(zhuǎn)變國(guó)內(nèi)車主的思想,讓“碳中和”的理念成為中國(guó)電氣化道路上的明燈。
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