自2008年起,比亞迪公司便在F3DM車型上首次應(yīng)用了其DM混動技術(shù)。在當(dāng)時,這項技術(shù)以其創(chuàng)新性而著稱,配備了兩個電機,它們能夠獨立或協(xié)同工作,使車輛能夠在純電模式、增程模式和混動模式之間靈活切換。
到了2013年,比亞迪對這項技術(shù)進(jìn)行了升級,推出了第二代DM混動技術(shù)。隨后,在2018年,比亞迪進(jìn)一步推出了第三代DM混動技術(shù),該技術(shù)采用了多速DCT,即多速雙離合器變速箱,顯著提升了汽車換擋的平順性。
時間推進(jìn)至2021年,比亞迪發(fā)布了第四代DM混動技術(shù)。這一代技術(shù)配備了高效率的發(fā)動機,并集成了EHS電混系統(tǒng)與大容量電池,其混動策略主要側(cè)重于電力驅(qū)動,發(fā)動機則作為輔助動力源。這種設(shè)計顯著降低了汽車的油耗。
因此,第四代DM混動技術(shù)的推出,迅速提升了比亞迪在新能源領(lǐng)域的知名度和影響力,使其成為該行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)。
不過,隨著第五代DM技術(shù)的問世,比亞迪又創(chuàng)造了一項工業(yè)奇跡,因為這項技術(shù)創(chuàng)造了一個全新的低油耗時代。
盡管這項技術(shù)的奇跡般成就尚未得到充分的闡釋,但今天我們將借助比亞迪舉辦的第五代DM技術(shù)解析會,深入探討并闡釋其背后的創(chuàng)新原理和卓越性能。
時間回到今年的5月底,比亞迪兩款重磅新車秦L DM-i和海豹06DM-i正式上市,而在此之前,坊間就流傳出了關(guān)于這兩臺車將要搭載比亞迪全新的第五代DM技術(shù),并能擁有綜合續(xù)航2100公里、虧電油耗低至百公里2.9升的“恐怖”成績,而這無疑造就了一個新的時代。
但是,它是如何做到呢?
大致來講,要想讓混合動力車更省油,關(guān)鍵是要讓發(fā)動機在工作時保持在最省油的狀態(tài),同時,還得好好管理車輛的混合動力系統(tǒng),特別是要懂得怎么更好地用電動機來減少對汽油的需要。
簡單來說,就是讓車在合適的時候多用電,少燒油。
比亞迪的第五代DM技術(shù),就是他們用來讓汽車跑得更遠(yuǎn),同時油耗更低的秘密武器。如果從技術(shù)方面來看,主要從幾個方面來做了提升。
首先,他們把汽車?yán)锩孀钪匾牧慵几聯(lián)Q代了,讓它們更高效。其次,對汽車的軟件控制系統(tǒng)做了優(yōu)化,讓汽車在不同情況下都能做出最合適的決策。
最后,還采用了全溫域整車熱管理技術(shù),確保汽車在各種天氣條件下都能保持最佳狀態(tài)。
我們細(xì)致來講。
比亞迪的第五代DM技術(shù)最主要的特點就是"以電為主動力架構(gòu)",聽起來就像是把電能當(dāng)作主要的驅(qū)動力,而最新的迭代就在于這三個關(guān)鍵部件:
專門設(shè)計的插電混合動力發(fā)動機、EHS電混系統(tǒng)和專用的刀片電池,這些都是混合動力系統(tǒng)的核心部分。
不僅如此,他們還用一種新型的12V磷酸鐵鋰小電池取代了老式的鉛酸蓄電池,這可是個創(chuàng)新之舉。
先從1.5升插電混合動力專用發(fā)動機來看。
它的最大功率能達(dá)到74千瓦,最大扭矩是126牛米。而且,它的熱效率已經(jīng)超過了46.06%,在量產(chǎn)發(fā)動機中算是頂尖水平了,這一點還得到了中汽研的權(quán)威認(rèn)證。
熱效率是什么?為什么它越高越好呢?
咱打個比方,想象一下,你有兩口鍋,一口鍋的保溫效果特別好,另一口鍋的保溫效果一般。你用同樣的火來燒這兩口鍋,保溫效果好的那口鍋,水很快就燒開了,而且用的時間和燃料都比另一口鍋少。這就好比發(fā)動機的熱效率。
熱效率高的發(fā)動機,就像是那口保溫效果好的鍋,它能把更多的燃料能量轉(zhuǎn)換成動力,而不是變成熱量散失掉。
換句話說,就是它能把燃料燒得更“干凈”,讓每一滴油都盡可能多地轉(zhuǎn)換成推動汽車前進(jìn)的力量,而不是白白浪費掉。
按照技術(shù)上來說,發(fā)動機的任務(wù)是把燃料里的能量變成汽車的動力。但這個搬運過程中,不是所有的能量都能順利到達(dá)目的地,有些能量在搬運過程中會“溜走”或者“浪費”。
首先,發(fā)動機在燒燃料的時候會產(chǎn)生很多熱量,但不是所有的熱量都能用來推車。其中一些熱量就像夏天的空調(diào)外機一樣,通過發(fā)動機的外殼散到空氣中去了,或者被冷卻系統(tǒng)帶走了。
然后,發(fā)動機里面的部件,比如活塞和曲軸,它們得不停地動來動去。動的時候會產(chǎn)生摩擦,就像你用砂紙磨東西一樣,摩擦?xí)a(chǎn)生熱量,這部分能量也就浪費了。再有,發(fā)動機在吸氣和排氣的時候,得克服空氣流動的阻力,就像你用吸管吸飲料,得用力一樣。這個過程中也會消耗一些能量。
不僅如此,有時候燃料和空氣混合得不夠好,燃燒就不完全,就像沒煮熟的飯,吃下去也不頂餓,這樣就會有部分能量沒有被利用。另外,燃燒后的廢氣排出去的時候,還會帶走一部分能量,就像你吹氣球,放氣的時候氣球里的空氣就跑了。
最后,發(fā)動機還得帶動一些附件,比如水泵、油泵這些,它們在工作的時候也會消耗一些能量,就像你用手機,除了打電話,還得給屏幕和各種傳感器供電一樣。
所以,發(fā)動機的熱效率就是看它能把多少燃料能量轉(zhuǎn)換成有用的動力。
那些沒有轉(zhuǎn)換成動力,會以各種形式浪費掉的能量,就是損耗。因此熱效率越高,意味著發(fā)動機在燃燒燃料時浪費的能量越少,轉(zhuǎn)換成動力的能量越多,這樣自然就能更省油。就像是你用更少的燃料,卻能燒開更多的水,效率杠杠的。
那么,第五代DM技術(shù)這款發(fā)動機的高熱效率是怎么來的呢?一共有七步。
第一,它有一個16:1的超高壓縮比,這就好比是讓燃料在發(fā)動機里擠得更緊,燃燒得更徹底,這樣一來,能量損失就少了。
第二,其采用了高滾流氣道設(shè)計,就像是給混合氣體來個大攪拌,讓它們混合得更均勻,燃燒起來也就更迅速。
第三,采用了高能點火系統(tǒng),就像是給點火加了個加速器,減少了點火的等待時間,讓燃燒過程更加穩(wěn)定。
第四,采用了智能電噴系統(tǒng),它能聰明地計算出什么時候噴油最合適,噴多少油,讓燃燒效率達(dá)到最高。
第五,在催化器前面取廢氣,這就像是給廢氣加了個助推器,提高了氣體的可燃性,讓燃燒更猛烈。
第六,采用智能分體冷卻技術(shù),就像是給發(fā)動機的缸蓋和缸體分別裝了個智能空調(diào),它們可以根據(jù)自己的需要來調(diào)節(jié)溫度,這樣既節(jié)能又高效。
最后第七,則采用了變排量機油泵,它可以根據(jù)發(fā)動機的需要來調(diào)整供油量,既能快速降溫,又能提高效率,還能節(jié)省潤滑油。
要知道,提高發(fā)動機的熱效率,這事兒可真不是一般的難。
想當(dāng)年,德國人奧托搞出了世界上第一臺四沖程內(nèi)燃機,那熱效率才14%。時間一晃一百年過去了,行業(yè)還在40%左右徘徊。而當(dāng)年,豐田曾經(jīng)推出了熱效率能達(dá)到41%的發(fā)動機,讓其吹噓二十多年了。如今,比亞迪的發(fā)動機熱效率能達(dá)到46%,這個成績足以見證其含金量。
再說第二個關(guān)鍵點,就是全新的EHS電混系統(tǒng)了。
可以說,比亞迪的EHS電混系統(tǒng)在第四代和第五代DM技術(shù)中都扮演了核心角色,但它們之間存在一些關(guān)鍵的區(qū)別。
我們知道,第四代DM技術(shù)的EHS電混系統(tǒng)已經(jīng)具備了先進(jìn)的技術(shù)特點,例如采用七合一高度集成化設(shè)計,包括雙電機、雙電控、直驅(qū)離合器、單檔減速器和油冷系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)EV/串聯(lián)/并聯(lián)/直驅(qū)等多種驅(qū)動模式,提升了整車的能效和性能 。
然而,第五代DM技術(shù)的EHS電混系統(tǒng)在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了顯著的升級和優(yōu)化。
首先,EHS120系統(tǒng)能提供120千瓦的最大功率,210牛頓米的最大扭矩;EHS160系統(tǒng)更厲害,最大功率能達(dá)到160千瓦,最大扭矩有260牛頓米。
并且新一代的驅(qū)動電機體積更小,尤其是長度上縮短了不少,但EHS電驅(qū)系統(tǒng)的工作效率卻從87.6%提升到了92%,功率密度也從每升65千瓦提升到了75千瓦,這主要是因為電機的轉(zhuǎn)速提高了。老款電機的最高轉(zhuǎn)速是每分鐘16000轉(zhuǎn),新款電機能達(dá)到每分鐘18000轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速高了,在相同的扭矩下,輸出的功率也就更大了。
不過,轉(zhuǎn)速一高,電機發(fā)熱量也會增加,所以新款電機外面加了電子油泵,和機械泵一起工作,智能控制油量來冷卻電機。
并且,電機還用了超薄的硅鋼片和分段磁鋼設(shè)計,減少了磁力的損失,提高了工作效率,同時也降低了噪音。所以,搭載了第五代DM技術(shù)的車型在日常開的時候,電機的噪音和振動控制得更好。
除此之外,其還采用了“球+柱”軸承、高效離合器、低粘度潤滑油等一系列新技術(shù),所以來看,第五代DM技術(shù)的EHS電混系統(tǒng)相較于第四代,在效率和功率密度上都有了顯著提升,并通過一系列技術(shù)創(chuàng)新和材料優(yōu)化,進(jìn)一步降低了能量損耗,提高了整車的性能和燃油經(jīng)濟性 。
不過值得一提的是,在新車上市之前,網(wǎng)絡(luò)上有流傳比亞迪申請的專利,稱新一代DM技術(shù)將會采用豐田同款的“行星齒輪”,不過從實際來看,其實新一代動力架構(gòu)依舊延續(xù)第四代所采用單擋變速器。
之后就是其采用的專為混合動力車設(shè)計的高效能電池。
汽車的檔次和價格很大程度上取決于車內(nèi)空間的大小。但是,雙模車型,也就是既能燒油又能用電的車,因為要裝兩套系統(tǒng),對空間的要求就更高了,簡直就是空間的黃金。
以前混合動力車要想裝下大電池,就得在舒適度、安全、電池壽命、能跑多遠(yuǎn)、動力和外觀等方面做出一些犧牲。
如果用能量密度高的三元電池,可能安全和壽命就沒那么好了。而用磷酸鐵鋰電池,雖然安全、壽命長,但因為體積和重量大,就會影響車的續(xù)航、底盤高度、車內(nèi)空間和外觀。
電池包放哪兒也是個難題:如果占用乘客空間,坐著就不舒服;如果犧牲底盤高度,電池就容易受損,不安全;如果為了保證空間和底盤高度,車就得造得高,外觀就不好看;如果減小電池體積和電量,車的性能和續(xù)航就會下降。而這就導(dǎo)致一些雙平臺車型在舒適度、安全、壽命、續(xù)航、動力、外觀等方面不得不做出妥協(xié),結(jié)果就是舒適性大打折扣。
但比亞迪不想做選擇題,設(shè)計之處就計劃全都兼顧。于是,他們研發(fā)出了DM-i超級混動專用刀片電池。
比亞迪認(rèn)為,電池包體積控制不好,主要是因為內(nèi)部空間沒有充分利用。市面上的混合動力車電池包,空間利用率才30%左右,這在私家車上簡直就是浪費。
比亞迪的DM-i超級混動專用刀片電池采用了行業(yè)先進(jìn)的技術(shù),提高了電池包的空間利用率,解決了這個問題。
一般來講,普通的電池包是由許多小電池組成的大模塊,再把這些模塊拼成一個大電池包,這些模塊本身、它們之間的空隙和連接線占用了很多空間。所以比亞迪的刀片電池包采用了無模塊設(shè)計,省去了這些中間環(huán)節(jié),進(jìn)一步提高了空間利用率。
因此,基于比亞迪的高電壓刀片電池技術(shù)和無模組技術(shù),他們打造的DM-i超級混動專用功率型刀片電池包具有超高的利用率。與市場其他產(chǎn)品相比,利用率提升了100%,達(dá)到了60%以上,電池包的高度也降低了大約40%。
可到了第五代DM技術(shù),比亞迪采用了全新的刀片電池,在技術(shù)方面又取得了新的突破。
在電池這塊,第五代DM技術(shù)用的是新升級的專用刀片電池,結(jié)構(gòu)上做了優(yōu)化,新電池的容量有兩種,分別是10.08千瓦時和15.87千瓦時。還配上了一個12伏的磷酸鐵鋰啟動電池,這個電池比老式的鉛酸電池輕,充放電性能好,壽命也長,而且沒有鉛,對環(huán)境更友好。電池的能量密度比上一代提高了15.9%,放電速度快了33%,能量回收的效率也提升了20.3%,用的時候能感覺到電池的功率和回收能量都更強了。
說到充電和放電,第五代DM技術(shù)也有改進(jìn),慢充從3.3千瓦提升到了6.6千瓦,充電時間減少了60%??斐鋸碾娏?0%充到80%只需要21分鐘,比以前快了36%。對外放電的能力也從3.3千瓦提升到了6千瓦,放電的功率更大了。
不僅如此,電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)升級是第五代DM技術(shù)的一大亮點。在之前的技術(shù)里,刀片電池已經(jīng)用上了直冷技術(shù),這不僅能保證電池工作的高效率,還能減少能量消耗?,F(xiàn)在,第五代技術(shù)又帶來了第二代電池直冷系統(tǒng),這個新系統(tǒng)能讓電池內(nèi)部的溫度差更小,進(jìn)一步降低能量消耗。
這個第二代直冷系統(tǒng),通過讓冷卻液直接和電池接觸,可以迅速進(jìn)行熱量交換。而且,冷卻板的設(shè)計也從T型改成了S型,這樣冷卻液流動的面積更大,冷卻更均勻。官方說,電池內(nèi)部的溫度差可以控制在1℃以內(nèi),這樣就能減少電池內(nèi)部電芯因為溫差大而產(chǎn)生的問題。
新能源汽車在冷天里,性能有時會下降。第五代DM技術(shù)采用了全新的第二代全場景脈沖自加熱技術(shù),利用電控和BDC(電池直流轉(zhuǎn)換器)來提高升溫速度。以前的脈沖自加熱只有在充電時才能用,但現(xiàn)在,無論是開車還是停車,都能用這個技術(shù)來加熱。
前機艙的熱管理系統(tǒng)能讓車輛在極端環(huán)境下也能保持低油耗。座艙的熱管理技術(shù)則能讓車內(nèi)溫度控制得更快,這樣無論是極熱還是極冷的天氣,乘客都能享受到更舒適的乘車體驗。
舉個例子,夏天從55℃降到26℃只需要12分鐘,冬天從-20℃升到20℃也只需要9分鐘。這些技術(shù)還能在高溫下制冷節(jié)能0.13升/每百公里,在低溫下制熱節(jié)能0.07升/每百公里,確保了車輛在不同氣候條件下都能節(jié)能,同時保持乘坐的舒適度。
第五代DM技術(shù)在汽車的電子電氣架構(gòu)上做了一些升級。就像我們把多個小工具組合成一個多功能工具一樣,這項技術(shù)把原本分開的幾個部件合并成了一個更高效的部件,從之前的"四合一"升級到了"七合一"。
而這意味著它把七個不同的功能集成到了一個部件里,包括了車輛控制單元VCU、兩個電控系統(tǒng)、升壓DC、OBC(車載充電器)、DCDC(直流轉(zhuǎn)換器)、PDU(電源分配單元)。這樣的集成讓部件的功率密度提高了,比之前提升了18.3%。
在秦L DM-i這款車上,比亞迪還首次使用了芯片集成技術(shù)。
這就像是把三個大腦合并成一個超級大腦,包括整車控制器VCU、電驅(qū)系統(tǒng)控制器MCU和發(fā)動機控制系統(tǒng)GCU。這種"三腦合一"的芯片架構(gòu),讓芯片的計算能力提升了146%,也就是說,算力幾乎翻了一倍半。這不僅提高了整車的集成度,也就是各個部件的協(xié)同工作能力,還提升了整車的性能。
所以簡單概括,就是讓汽車的"大腦"更聰明,反應(yīng)更快,工作效率更高。
在深入理解了第五代DM混動系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢之后,我有幸通過一次實車試駕體驗,進(jìn)一步驗證了其性能表現(xiàn)。
盡管試駕行程僅約100公里,但路線設(shè)計巧妙,包括了城市道路與高速公路,從而全面模擬了日常駕駛可能遇到的各類路況。
試駕當(dāng)天,秦L DM-i車型的電量不足,處于低電量狀態(tài)。
在加滿油并貼上封條后,我們正式啟動了測試。
由于當(dāng)天降雨,為確保視線清晰,我們?nèi)涕_啟了空調(diào)。這一條件也反映了日常駕駛中可能遇到的實際環(huán)境。
經(jīng)過一系列長時間的試駕后,我們抵達(dá)終點并記錄了相關(guān)數(shù)據(jù)。隨后,車輛再次加滿油,以便于計算油耗。
最終,我們發(fā)現(xiàn)這輛車僅消耗了2.5升油。根據(jù)行駛距離和油耗量,計算得出的百公里油耗為2.47升,相比其官方的標(biāo)準(zhǔn)還要少一些。
寫在最后
比亞迪的第五代DM技術(shù)真是讓人眼前一亮,它在硬件和軟件上都做了大升級,讓開車變得更爽,尤其是對那些混合動力車來說,續(xù)航和油耗都做得更棒了。特別是比亞迪的秦L DM-i在實際測試中油耗比官方說的還要低,每跑100公里才2.47升油,而且能一口氣跑超2000公里絕對沒有問題,這續(xù)航能力真是讓人放心。
所以來看,這種技術(shù)的進(jìn)步,讓比亞迪在市場上越來越吃香。
數(shù)據(jù)上看,中國混合動力車的銷量去年就漲了85%,而比亞迪的銷量更是超過了360萬輛,幾乎每賣出兩輛混合動力車,就有一輛是比亞迪的。放眼全球,每四輛混合動力車中就有三輛是中國品牌,這不僅說明比亞迪的技術(shù)得到了大家的認(rèn)可,也給那些傳統(tǒng)的燃油車品牌帶來了不小的壓力。
總的來說,比亞迪的這個新技術(shù)給新能源車市場帶來了大變革,它的低油耗和長續(xù)航,肯定會吸引更多人來選擇。
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