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比亚迪 DM-i 超级混动技术深度解析

新能源小汽(稿源) 2022-4-10 18:13 No.973

深圳,比亚迪在沉寂N久之后终于又一次举办了一场外行看不懂,内行直呼爽,NC粉觉得不够的技术发布会,此次技术发布会展露了比亚迪技术池塘中放养多年堪比查干湖冬捕出来的肥美到极致的技术之鱼。


既然是要深度剖析技术发布会,那笔者也废话少说,直接上干货。


杨冬生院长作为比亚迪最重要的部门之一的院长,DM技术总设计师,他对比亚迪混动技术的了解应该说无人出其右,而作为比亚迪逆天之作的DM-i的发布会由他进行讲解绝对是技术爱好者的狂欢。


下面,笔者将跟随发布会的视频将本次堪称泄密的技术解析进行一次深度的剖析,看看比亚迪这次到底做出了什么惊天之作。


DM是啥,走过了哪些路?


在介绍DM系统之前,我觉得先说一下混合动力汽车电机摆放位置以便后面的说明。


混动系统结构


P0:一般称之为BSG电机,安装在发动机前端,通过皮带与发动机连接,一般功率较小,不能独立驱动车辆,通常作为发电机。


P1:一般称之为ISG电机,安装在发动机后端,与发动机刚性连接(集成在飞轮上或通过齿轮与飞轮结合)。一般替代起动机并作为发电机,功率更大。


P2:位于变速箱离合器之后,变速器之前,有些会在电机和变速箱之间放置第二个离合器以断开电机和变速箱的连接。电机功率可以做的比较大,可以通过变速箱变速直接驱动车辆实现纯电行驶。


P3:位于变速箱之后,通常与变速箱输出轴或主减速器直接连接,功率较大,可以直接驱动车辆纯电行驶。


P4:位于后桥上,功率较大,可以驱动车辆纯电行驶。


其他还有轮边电机、轮毂电机等,因技术原因尚未普及。


DM技术


得益于王传福董事长的高瞻远瞩,比亚迪早在2003年就投入大量的人力物力研发插电式混动系统,并于2008年推出第一代DM技术并搭载在


F3DM(参数|图片)上并于2008年12月15日正式上市,使其成为世界上第一款量产的插电式混动汽车,而技术理念类似的本田i-MMD则是2012年才上市,其他品牌的插电式混动汽车如雪佛兰


Volt(参数|图片)和欧宝


Ampera(参数|图片)也要等到2011年才上市。


DM1介绍



DM1的设计理念就是完全以节能为技术导向,通过双电机与单速减速器的结构搭配1.0升自吸三缸发动机,实现了纯电、增程、混动(包括直驱)、三种驱动方式。DM1系统中,与发动机直连的M1发电机(P1)同时具有驱动电机的功能;而通过离合器与M1发电机相连,同时与主减速器相连的M2驱动电机(P2)也同时具有发电机的功能。通过对电动机、发电机、电动机的匹配实现了纯电百公里电耗16kWh/100km,综合工况油耗2.7L/100km的成绩。同时,DM1虽然为插电式混动,但是它配有快充接口,可以在10分钟内充电50%。



从图中可以看到发动机(最大功率50kW)直接与发电机M1(峰值功率25kW)连接,通过离合器与主减速器相连,同时驱动电机M2(峰值功率50kW)也从另一边与主减速器相连。整个系统的驱动模式有:


纯电模式:发动机不启动,离合器分离,M2电机单独工作驱动车辆。


增程模式:发动机启动,M1发电,离合器分离,M2驱动车辆。


混动模式:混动模式又可以细分为几个状态。


1.巡航模式:发动机启动,M1不发电,离合器结合驱动车辆,M2不做功。


2.巡航发电模式:发动机启动,M1发电给电池充电,离合器结合驱动车辆,M2不做功。


3.加速模式:发动机启动,离合器结合,M1、M2电机做功,共同驱动车辆。


回收模式:离合器断开,M2驱动电机回收动能。


DM2介绍


第二代DM技术于2013年发布,搭载在2013年12月17日上市的


秦(参数|图片)2014款上。DM2从DM1的节能取向变成性能取向,通过1.5Ti缸内直喷发动机(最大功率113kW),P3位置的峰值功率110kW的电机以及6速干式双离合变速箱做到了百公里加速5秒9的成绩并因此名震天下。随后比亚迪对DM2进行了改进,搭载在2015年6月上市的


唐(参数|图片)2015款上。通过发动机升级为2.0T缸内直喷(最大功率151kW),变速箱改为6速湿式双离合,增加了110kW的后驱动电机实现了SUV百公里加速4秒9。随后,比亚迪又适配了1.5Ti发动机+双电机的宋DM所用的DM2等动力组合。


这里用DM2里最经典的,搭载在唐DM2015款的三擎四驱DM2为例来介绍一下DM2系统。



比亚迪唐2015款所搭载的DM2的两个电机分别位于P3、P4位置,两个电机的峰值功率均为110kW,扭矩250N·m。发动机为比亚迪151kW/320N·m的2.0升涡轮增压缸内直喷发动机,配合6速湿式双离合变速箱,综合功率接近400kW,综合扭矩达到800N·m。


基于DM2的架构,整个系统的驱动模式有:


纯电模式:发动机不工作。P3、P4电机驱动。


混动模式:混动模式根据电量及SOC设置,会动态的在以下工况进行切换


1、行驶发电:发动机工作,通过变速箱驱动前轮并带动P3电机发电,P4电机根据工况调整输出功率使整车工作在无比接近全时四驱的适时四驱状态。


2、行驶不发电:发动机工作,通过变速箱驱动前轮,P3、P4电机根据工况调整输出功率使整车工作在无比接近全时四驱的适时四驱状态。


3、驻车发电:发动机通过变速箱发电档驱动P3电机发电。


增程模式:隐藏模式,进入条件极其苛刻(电量下降到5%且车速低于15km/h并保持5秒时触发且车速不能超过20),发动机通过变速箱发电档驱动P3电机发电,后电机驱动车辆,多于电量储存到动力电池中。


DM3介绍


第三代DM技术发布于2018年,首先搭载到2018年上市的全新一代唐上。DM3相较DM2最大的特点是增加了位于P0位置的BSG电机,最大功率25kW,主要作用是发电\启动发动机和在变速箱换挡的时候迅速调整发动机转速,大幅度减少了混动行驶时的顿挫感。同时,P4电机提升为180kW/380N·m,极大的提升了后轴的动力,让搭载DM3的全新一代唐拥有了几乎逆天的动力和脱困额能力。



在车身加大配置提升纯电续航100公里的前提下,百公里加速提升至4.3秒,狂野!之后DM3还出了双擎四驱(P0+P4)、两驱(P0+P3)等组合,搭载在宋MAXDM等车型上,有BSG电机的加持驾驶感受比DM2的两驱强太多了。另外比亚迪也在这时开发了DiLink系统,开放的多媒体车机平台让车辆从一个交通工具变成了可以移动的房子。你可以在车里小憩、K歌、刷视频,享受一个人的愉快时光。



DM3系统不仅仅是电机的升级和BSG电机的引入,电控系统的升级同样引人注目。新的33111平台得益于比亚迪强大的研发能力,通过对电机电控等设备高度整合,创造出高压3合1和驱动3合1技术,在大幅提高性能的同时将重量减少40公斤,体积也相应大幅缩减。


横空出世的DM双平台战略


2020年6月,比亚迪发布了双模(DM)技术双平台战略,即DM-p平台和DM-i平台。DM-p平台的p即powerful,是指动力强劲、极速,满足“追求更好驾驶乐趣”的用户。DM-i的i即intelligent,指智慧、节能、高效,满足“追求极致的行车能耗”的用户。


DM-p是对DM3代强劲动力的延续,而DM-i则是对DM1代的传承。从2008年的DM1代到2021年,比亚迪用2000名工程师创造出颠覆世界的超级混动。DM-i,不仅是节能、高效,同时,i也是对1的致敬,DM-i通过对DM1的重新打磨,获得几百项新能源方面的专利技术,比亚迪终于在它的技术池塘中培育出DM-i这一条大鱼。


DM-i是啥?


DM1的1.0升自然吸气发动机+串列连接的两个电动发电机升级为DM-i热效率超过43%的1.5升阿特金森循环发动机+两个功率提升超过200%的电动发电机。DM-i创造性的定义了以电为主的混动技术,也就是围绕着大功率电机驱动和大容量动力电池供能为主,发动机为辅的电混架构。


实现了超低油耗、静谧平顺、卓越动力这样近乎完美的整车表现。


DM-i超级混动架构做到了动力系统及控制系统100%自主研发,得益于比亚迪的垂直整合体系,通过无数次高效率的迭代后,比亚迪在短短的十几年时间走完了传统车企一百年走过的路。


DM-i都有啥?


DM-i的研发核心是以电为主的混动技术,以高效为目标。为此,比亚迪研发了高效的汽油机、高效且高功的电动机、高效的电控以及高效的电池。


骁云-插混专用1.5L高效发动机


这一款骁云插混专用的1.5升高效发动机做到了43.04%的热效率,原因是它完完全全的为了电而服务,对发动机做减法,专心致力于提高工况热效率。为了达到43.04%的热效率,比亚迪做出了哪些改进呢?在这之前,先介绍一下发动机热量都损失在哪里了。



普通的发动机,能量损失主要是不完全燃烧导致的热损失、冷却损失、排气损失、泵气损失(也可以称为进气损失)和机械损失。


为此,这款发动机做到了15.5的超高压缩比,采用公认最节能的阿特金森循环,使用高达25%的低温废气再循环降低进气损耗,采用分体冷却确保发动机各个部分都工作在自己最佳温度下以提高效率减少能量损失,超低摩擦和无轮系设计则减少了机械损失,下面来看一下比亚迪这款发动机


我们分别介绍一下这5大技术到底有什么黑科技:


阿特金森循环



比亚迪的骁云发动机的结构设计还是传统的活塞连杆设计,但是通过延后进气门的关闭时间,让活塞上升一段距离后再关闭,这个时候气缸内的气体又从进气门排出去一部分,减少了整体进气量,实际压缩行程变短,在视频中可以看到有一部分气体从进气门又排了出去。这种设计可以使压缩比变相的减少,让真实的压缩比还保持在正常范围内,而且能减少压缩行程的能量消耗。但是膨胀行程保持不变,使得燃气做功更充分,提高燃气能量的利用率,减少排气损失。其实这种工作模式应该称之为米勒循环,不过大家更熟知阿特金森循环,所以在宣传上比亚迪就鸡贼的称之为阿特金森循环了。


超高压缩比15.5



其实比亚迪的这个视频有BUG,15.5的压缩比是做功行程的容积比压缩上止点燃烧室容积之比是15.5。而因为进气门迟闭减少的进气量来计算压缩比的话应该会在12以内以确保可以使用95号甚至92号的汽油。视频这里用的是进气行程来计算压缩比是不对的,比亚迪审核视频的人可以扣鸡腿了。15.5的压缩比加上效率导向的气门正时,可以有效的降低排气损失和进气损失,这对于效率大过天的混动专用发动机上面比扭矩功率都来的重要。


低温废气再循环高EGR率



废气再循环是有效降低燃气温度,提高系统效率,降低进气损失以及降低氮氧化物排放的手段。这里需要展开说下比亚迪在这里做的努力。


废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管,并与新鲜混合气一起再次进入气缸的技术。首先废气中的二氧化碳和水蒸气等提高了混合气的比热容,同时也稀释了氧气的浓度,使得燃烧速度变慢,燃烧的最高温度和平均温度下降,极大的减少了氮氧化物的生成提高环保性,也使得发动机的冷却负荷略有下降,减少在冷却上的消耗,这是EGR最初的目的。另外EGR会增加发动机的进气量,降低进气歧管的真空度,高EGR率可以有效减少发动机在中低负荷工况下的进气损失。另外发动机在高负荷工况下缸内温度过高的时候会通过多喷油的方式来降低缸内温度,而利用EGR降低发动机燃烧室温度来替代多喷油可以大大降低燃油消耗,同时降低缸内温度也可以尝试更高的缸压来进一步提高压缩比,而越高的压缩比热效率也越高。


因此,比亚迪把EGR率提高到业内领先的25%可以从多个方面极大的提高热效率。


分体冷却技术



缸盖和缸体分成两个独立的冷却回路,配合电动水泵、电子双节温器,实现了缸体和缸盖的分体冷却技术。电动水泵功耗更低,电子节温器控制更精确,分体冷却可以让发动机更快的进入工作温度,并精确保持在最佳工作温度。


无轮系设计


得益于这款骁云混动专用发动机的设计理念,比亚迪取消了这款发动机的轮系,不再需要传统发动机的机械压缩机、机械真空泵、机械转向助力泵、机械水泵等,这些设备在比亚迪的车里面已经全面电动化。


骁云-插混专用涡轮增压1.5Ti高效发动机


比亚迪为了能让DM-i能够覆盖C级车,还专门设计了增压1.5Ti高效发动机,40%的热效率也达到了全球领先水平。


这款1.5Ti发动机与之前1.5L发动机的区别是12.5的高压缩比(自吸发动机的压缩比和增压发动机的压缩比不能简单比较高低,这涉及到发动机的进气效率和压力的问题。一般来说,同排量的增压发动机实际进气量要大于自吸发动机,这就导致发动机压缩上止点时增压发动机的实际压力要比自吸机大,所以在实际标注压缩比时增压机要低于自吸机。),相同的米勒循环。增压器方面使用了可变截面涡轮增压器,这种增压器可以在更宽的转速范围内提供增压,特别是可以在保证低转速的增压效果的时候不会影响高转速的排气压力。正是因为这些技术的应用,才使得这款增压发动机的热效率如此之高。


DM-i系统的核心——EHS电混系统



DM-i超级混动的核心系统比亚迪称之为EHS电混系统,是串并联架构的双电机结构,工作原理传承自DM1代(DM1的工作原理可以参考上面所述),以电驱动为中心重新设计并进行了全面的优化,并根据驱动电机的功率分为EHS132,EHS145和EHS160三款,适配A级到C级的全部车型,其中EHS132和EHS145采用骁云1.5L高效发动机,EHS160采用骁云1.5Ti高效发动机。


为了说明比亚迪的EHS做了哪些改进,这里先介绍一下现在新能源汽车所采用的两种电机绕线方式(都可以用在励磁电机和永磁电机上)



这是采用传统的铜线绕组,因为铜线为圆形截面,多股线并行缠绕,所以槽满率(就是固定铜线的开槽中铜线的比例)比较低,空间浪费多。另外,因为缠绕结构的问题,散热较难,发热量较大,功率密度很难进一步提升。



这是扁线电机,也叫发卡电机,这次比亚迪DM-i的电机就采用了这种技术。扁线电机相较于传统的电机,制造加工难度较大,加工精度要求高,必须采用自动化设备进行生产,发卡绕组几乎不可能用手工打造。扁线电机的优点是槽满率高,比传统电机高50%以上,可以达到70%甚至更高。散热性能好,一方面是表面积加大,散热面积大;另一方面是绕组之间接触面积大,空隙小,导热能力更好。绕组端部短,也就是绕组两头接线所需要的空间更小,节省更多的空间。体积更小,可以有效减小电机的体积,提升功率密度。另外就是NVH更好,因为开槽形状不一样,电磁噪音更低。


扁线电机的技术一直是被国外电机厂所把控着,虽然早已可以自动化生产,但是一直到最近才有几家国内电机厂商宣称要量产扁线电机,比亚迪在不声不响之间就直接推出了高性能量产产品。根据网上可以查到的资料,19年中旬就有人提到比亚迪正在量产扁线电机。



这是一张传统的扁线电机的结构,比亚迪在这个基础上又进行了优化和改进,下面我们来仔细看一下。



这里展示了EHS系统的主要特点:比亚迪EHS电混系统的驱动电机有三种不同的峰值功率,分别是132kW、145kW和160kW。根据内部消息,132kW和145kW版本所搭载的发电机的峰值功率是75kW,160kW版本所搭载的发电机的峰值功率是90kW。三款电机转速都高达1万6千转,扭矩都超过了300N·m,单纯从数据上来说至少是秦ProEV的级别。另外它继承了双电机双电控,没有外部线路,降低线路损耗提高了可靠性。与第一代DM相同的串并联结构,单档直驱,大大提升了传动效率。


我们一起来看EHS系统的介绍



EHS系统的两个超高转速电机为并列式设计,发电机直连发动机,通过离合器与减速器通过减速齿轮相连。驱动电机直接通过减速齿轮与减速器相连。


简单的单速减速器架构极大的提高了传动效率,湿式离合器确保了离合器的寿命和稳定性,而且可以在急加速时传递更高的扭矩,进一步提高系统性能降低能量损失。


双电机控制器高度集成,并且采用电动与电机三相直连技术,极大的减少了连接线缆带来的能量损耗。同时,采用比亚迪现阶段最成熟的第四代IGBT技术,电控的综合效率高达98.5%,并且使得电控高效区(即电控效率超过90%的区域)占比高达93%,极大的降低了电控损耗,提高效率。


比亚迪最新的扁线成型绕组技术,让电机的最高效率达到了97.5%,通过技术优化,电机的额定功率提高32%,高效区间(效率大于90%的区间)占比高达90.3%,质量功率密度达到了惊人的5.8kW/kg,升功率密度提升至44.3kW/L。



直喷式转子油冷技术相较以往电机通过在外壳上设计水道降温这种间接降温方式,直喷油冷技术能缩短传递路径,通过冷却油直接均匀的冷却扁线绕组,散热能力大大加强。相比传统冷却方式,电机额定性能大幅提升32%。另外,以往的散热方式无法对转子进行冷却,而转子的永磁铁是十分惧怕高温的,比亚迪的直喷式转子油冷技术可以直接冷却转子,使得电机在极端工况下可以坚持更长的时间,提供更高的性能。



以上的一切,造就了比亚迪THS电混系统无与伦比的性能。


这张图清晰地展示了EHS系统的结构,区区几个齿轮就完成了整个车辆的驱动、发电、回收等所有功能。相比之前的结构,体积减小了30%,重量降低了30%。比亚迪就是通过这一寸寸,一克克的精打细算让DM-i的能耗降到了惊人的地步。


通过这几个图,左一可以看出比亚迪的扁线电机扭矩更高,恒功率区间更广,加速性能更好,后备功率更充足。左二的电机效率MAP可以看到扁线电机的高效区间覆盖范围大大超出了普通电机,高功区间可以覆盖更多的工况,这为DM-i优异的能耗表现打下了坚实的基础。左三是直喷式转子油冷技术的示意图,变速箱油进入转子后,从正反两面甩出,直接作用到扁线绕组上进行降温,同时保证转子本身也可以直接降温,大大提高极端工况下的可靠性,延长电机的使用寿命。


DM-i超级混动专用功率型刀片电池


比亚迪在开创性的使用刀片电池之后,又针对混动平台开发出混动专用的功率型刀片电池。根据研判,通过内部串联电芯的设计,在一节刀片电池内串联了6节软包卷绕式电芯,通过改造老的生产设备可以快速上马功率型刀片电池的生产。单节20V的设计也保证了低电池容量的混动电池包可以有足够的电压来保证驱动效率。


按照杨院长说的电池包电量从8.3kWh到21.5kWh不等,功率型刀片电池单节容量最高可达1.53kWh,单节电压20伏这三个数据可以看出,功率型刀片电池的电芯容量可能会根据车型的不同而不同。上图所示的电池包的刀片电池是纵向排列,这样做最大的好处是比横向排列更进一步的节省电池包的空间,提高电池包的功率密度。而且可以大幅降低结构复杂度,电芯采样线、电线、数据线等只需要布置在车头这一侧即可。根据车型的不同,电池包的主要变化是在长度上,也就是电芯长度会有变化,为了保证单节20V的设计,电芯的容量会有变化,考虑到比亚迪传统的锂电池电芯容量有很多,串联型刀片电池生产难度提高有限,不会对生产产生太大的影响。


磷酸铁锂的稳定性就不用多说了,刀片电池穿刺试验已经属于小孩子过家家,高温灼烧都可以保证电池不起火不失控。而磷酸铁锂稳定的材料晶体结构配合先进的热管理系统,可以让刀片电池的寿命更长,经过这么多年的改进,笔者相信DM-i的超级混动专用功率型刀片电池的寿命可以与整车同步。另外,比亚迪的磷酸铁锂技术一直都比较先进,电池放电倍率可以轻松超过15C,就算最低电量版的8.3千瓦时电量的电池组也可以轻松支持EHS132的132kW功率需求。而磷酸铁锂充电倍率也可以轻松做到5C以上,配合峰值功率75kW/90kW的发电机完全没有问题,也可以应对瞬时大功率回收,让系统的能源利用率进一步提升。


众所周知,针刺试验是对电池最苛刻的挑战,连国标都因为几乎没有电池可以通过针刺试验而取消了相关的要求。针刺试验主要目的不是为了测试电池包破损外物入侵的情况,而是测试当电芯内部极板上因为质量问题或者充电不当引起结晶锂枝刺破隔膜引发因内部短路,或者制造时有杂质混入引发内部短路导致的热失控。比亚迪刀片电池完全可以在内部短路的情况下保持稳定,保证电池的安全。另外电池包采用无模组设计,刀片电池和包体设计融为一体,形成稳固的蜂窝状结构,大大的提升了电池包的强度,也让空间利用率高达65%提升了电池包的能量密度。


刀片电池采用了最新的脉冲自加热和冷媒直冷的技术。脉冲自加热更是全球首款搭载这个技术的动力电池。电池控制器通过控制电池高频大功率充放电,让电池内部发热,达到了加热电池的效果,同时也满足高安全的要求。因为是自体加热,加热均匀性更好,而且发出的热量全部用于提高电池温度,比传统的加热冷却液再加热电池包的方式,加热效率提升10%以上。


而冷媒直冷技术在笔者看来类似冰柜,冷媒直接通入位于电池包上层的冷却板上,冷却板直接冷却电芯,比以前通通过水冷系统这个中间商赚一圈差价的方式,换热效率更高,而且制冷技术的换热能力也更高。


在充电方面,比亚迪的DM-i不仅搭载了3.3kW和6.6kW的交流充电,DM-i超级混动长里程版还搭载了大功率直流充电,30分钟充电80%。同时,通过设置预约充电可实现峰谷用电。比亚迪在未来还将推出云服务一键电池加热预约出行的功能,确保出行时电池处于最佳状,让充电更智能,让出行更便捷。


DM-i是如何工作的



首先,我们看一段DM-i超级混动的工况


EV模式下,车辆纯电行驶。



减速制动时,通过能量回收,节能高效。



城市工况,道路拥堵时而电池馈电时,HEV串联模式,也就是增程模式可以获得更高的燃油效率,还能享受纯电的驾驶感受。



高速巡航时,发动机通过高效的单级变速器直接驱动车辆,效率高。



遇到高负载工况时,发动机和电机共同发力,获得更好的加速性能。


当电量充足时,DM-I超级混动可以当做一辆纯电动车,具有静谧、平顺、零油耗等纯电动车所有的一切优点。而在电量耗尽的时候,DM-i则化身为一辆具有超低油耗的混合动力车。根据比亚迪的测试,在馈电时的城市工况下,得益于高发电功率和高功率的刀片电池,只需要18%的串联工况让发动机处于高效区发电,就可以在保证电机驱动车辆的同时对电池进行充电。而这些电能可以在城市工况下提供81%的纯电行驶占比,大大地降低了油耗。同时,99%的电机驱动占比提供了无限接近纯电的驾乘体验。


在NEDC工况下,由于需要更多的急加速状态,车辆有12%的占比为并联混动状态,电机串联驱动占比为18%,发出的电还能支撑70%的纯电行驶占比;


在我国下一步要适时地WLTC工况测试中,更激进的测试方法使得并联占比提高到18%,串联占比也增长至28%,但是仍能提供54%的纯电行驶占比;


在高速工况下,发动机能工作在高效区间,系统以并联直驱为主,加减速时切换为串联驱动来保证发动机一直处于高效工作区间;


综合以上工况可以看出,DM-i超级混动的系统设定完全围绕着尽量用电,发动机只工作在高效区间的理念下,让驾驶感受无限接近于纯电的同时,近乎变态的去降低油耗。


DM-i能做到超低油耗的第一个原因就是它的大容量大功率动力电池。传统的混合动力电池容量在1度上下,可以调整的SOC区间不超过50%,能调动的电量只有0.5度以内。而DM-i的大容量动力电池,最小的电池容量也有8.3度电,SOC智能调节区间为20%到70%,至少可以在4度电内进行调度。这使得车辆可以发动机启动一次发更多的电,让车辆可以长时间纯电行驶。而刀片电池的充电功率是普通混动电池的两倍,内阻更低,充放电效率优于传统混合动力的10%。


DM-i低油耗的秘密


DM-i超级混动的系统架构让发动机和行驶完全解耦,发动机只需要专心工作在最佳效率区间即可。我们可以看,传统的燃油车因为要应对不同的工况,如怠速、急加速、带挡滑行等,使得发动机的工况遍布各个点位上,大部分工况都处于十分低的燃油效率下,形成了一个“面”。而DM-i超级混动在大功率大容量的刀片电池以及大功率的发电机和电动机的支撑下,发动机可以只专注于一个事情,就是工作在最佳的转速和负载下,多出来的功率由发电机和大功率电池消化吸收,这使得发动机的工况成了近乎一条线,发动机高效区占比高达70%。



整场发布会中,最重要的就是这两张图。



首先看左边的发动机效率图。这个图展示的是发动机在各转速/扭矩下的热效率,通过大概计算可得知在最高热效率43.04%处大概为28kW的输出功率。而整个发动机在1400转~3300转之间,扭矩在85N·m~135N·m之间,可以有超过40%的热效率,大致覆盖了15~40kW的输出功率。得益于综合30%的能量回收率,秦PLUSDM-i的城市平均能耗预计在12kW上下,宋PLUSDM-i的城市平均能耗预计在14kW上下,混动状态下发动机可在40%热效率范围内可以做到40kW的输出,25kW+的充电能力。而根据之前的工况覆盖图的点位分布来看,DM-i更多的将发动机工况控制在43%的左下角一片,大概是20多kW的功率,那么长期10kW的充电功率对于电池来说也是很舒服的,可见比亚迪对发电功率的优化还是倾向于寿命。


右边这个电机功率图就厉害了,90%以上效率覆盖了绝大部分面积,95%以上也占据了6成,基本上可以说除了静止状态一脚油门闷到底之外,绝大部分时刻想怎么踩就怎么踩,电机一直都工作在高效区间。这也说明了之前媒体试驾的时候为什么很多媒体人没有刻意的采用节油的方式去驾驶但是油耗出乎意料的低的原因。


另外,比亚迪从14年的第一代秦开始,就在新能源车上面全面使用12V磷酸铁锂电池,它具有独立的电池管理系统,实现了智能的充放电控制。这么多年来电瓶亏电这个事情几乎跟它绝缘。而得益于电池的优异性能和智能的电池管理,磷酸铁锂小电池相比铅酸电池综合效率提升了13%。


DM-i的出色表现超低油耗



工信部针对插电式混合动力汽车有两个油耗指标,分别是基于纯电里程的算法油耗和最低荷电状态下的亏电油耗。



秦PLUSDM-i做到了百公里3.8升,宋PLUSDM-i做到了百公里4.4升,而唐DM-i由于搭载的是热效率40%的1.5Ti发动机,油耗相比秦宋两兄弟略微有点高,但是也仅仅是5.3L/100km的油耗。均远低于同级别的燃油车和混动车。


静谧平顺



超级混动架构决定了亏电时的电机驱动占比超过80%,特别是城市工况下,电机驱动的占比接近100%,实现了如同纯电般的驾驶感受和静音体验。在核心的EHS电混系统和发动机上,NVH表现均达到了行业领先水平。另外,通过系统的优化控制,让发动机尽可能的工作在NVH舒适区,极大的减少了发动机的噪音和震动。这一切,使得整车的NVH表现堪称完美。


卓越动力



系统总功率这里,发动机附加功率在EHS132和EHS145上面只提供了28kW的功率,个人猜测一是为了尽量让电机和发动机工作在最佳工况下,二是为了直驱时发动机能工作在最高热效率范围内,齿比设计的特别偏向于高速行驶,这直接导致发动机在正常车速范围内发动机功率最高也就是20kW到30kW(如果100公里时速时直驱的转速点落在最高热效率上,那转速要2300到2400转,那么车速在50公里时发动机的有效功率也就15kW上下了)。因此发动机和电机的最大功率电很有可能不能重合,所以导致发动机只能提供28kW的额外功率。EHS160则是因为1.5TI发动机有无论增压,扭矩平台大功率也比较大,可以在更广的车速范围内提供更多的动力。不过就算如此,DM-i的加速能力也达到了同级别合资车的优秀水平,动力家用完全足够了。



而且,由于DM-i电机更广的功率平原,更快的扭矩响应,使得车辆在驾驶的时候比燃油车更加得心应手。


DM-i也经过了严苛的高温、高原、高寒的三高实验,整体的可靠性还是有保证的。


总结


比亚迪在深耕多年后拿出了DM-i这张答卷,不仅革了燃油车的命,还革了传新能源汽车的命。不充电也能做到超低油耗,还不似两田的孱弱的动力,这一切好像是那么的梦幻,但是又如此的真实。当老王当年吹过的牛逼一个个实现的时候,整个汽车行业将会发生如何翻天覆地的变化?让我们拭目以待吧。


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