有時,走對每一步比走好每一步更重要!
從2003年落下第一顆棋子,到2021年的大局已定,比亞迪已經(jīng)完成了階段性的戰(zhàn)略目標,這就像已經(jīng)完結(jié)的漫威宇宙第一階段,口碑和票房做到了雙贏。今天就讓我們好好來聊聊比亞迪的這套「DM混動系統(tǒng)」(Dual Mode即雙模技術,也是比亞迪插電式混合動力技術平臺)。
比亞迪DM混動系統(tǒng)的技術路線概覽
本文篇幅較長,大家可以根據(jù)目錄進行閱讀
第一節(jié):第一代DM混動系統(tǒng):國產(chǎn)插電混的啟點
第二節(jié):第二代DM混動系統(tǒng):性能趨向,542戰(zhàn)略
第三節(jié):第三代DM混動系統(tǒng):補全短板,提升性能
第四節(jié):比亞迪DM-p混動系統(tǒng):雙平臺戰(zhàn)略
第五節(jié):比亞迪DM-i混動系統(tǒng):集大成者,貴在自研
第六節(jié):搭載比亞迪DM-i混動系統(tǒng)的車型
第七節(jié):比亞迪DM雙平臺戰(zhàn)略:階段性成果
第一代DM混動系統(tǒng):國產(chǎn)插電混的啟點
早在2003年比亞迪就開始投入人力物力研發(fā)「插電式混動系統(tǒng)」,5年之后便推出了「第一代DM混動系統(tǒng)」,并且搭載「比亞迪F3DM」上(2008年12月15日正式上市)。而「比亞迪F3DM」的歷史意義在于:
1. 將「插電式混動系統(tǒng)」正式帶入了混動汽車的主流市場:相比此前提到的長城和吉利,比亞迪基本的混動技術基本沒有離開過「插電式混動系統(tǒng)」的概念,所以,至少在這項技術決策上,沒有繞太多的彎路;
2. 將一種新雙電機架構(gòu)的技術理念量產(chǎn)化:這句話比較難理解,所以我們就來看看「第一代DM混動系統(tǒng)」的技術特點。
「第一代DM混動系統(tǒng)」的設計理念主要以節(jié)能為技術導向,通過雙電機與單速減速器的結(jié)構(gòu)搭配1.0升自吸三缸發(fā)動機,實現(xiàn)了純電、增程、混動(包括直驅(qū))、三種驅(qū)動方式?!傅谝淮鶧M混動系統(tǒng)」的結(jié)構(gòu)屬于經(jīng)典的「P1P3電機架構(gòu)」:
1.「發(fā)動機」與「發(fā)電機」(P1電機)直接連接;
2.「驅(qū)動電機」(P3電機)位于「離合器」后;
3. 通過「離合器」可控制「發(fā)電機」(P1電機)與「驅(qū)動電機」(P3電機)耦合;
4. 所有的「功率流」最終通過「減速器」傳遞到「輸出軸」驅(qū)動「車輪」。
「第一代DM混動系統(tǒng)」同樣有四種基本的驅(qū)動模式:
· 純電模式:「發(fā)動機」不啟動,「離合器」分離,「驅(qū)動電機」驅(qū)動車輛;
串聯(lián)模式(增程模式):「發(fā)動機」啟動帶動「發(fā)電機」發(fā)電供給「電池」,「驅(qū)動電機」驅(qū)動車輛;
· 并聯(lián)模式:「發(fā)動機」啟動且「離合器」耦合,此時「發(fā)電機」和「驅(qū)動電機」同時做功,共同驅(qū)動車輛;
· 動能回收模式:「離合器」斷開,「驅(qū)動電機」回收動能。
此外,「第一代DM混動系統(tǒng)」為巡航時的特殊工況,還設計了兩種巡航模式:
· 巡航直驅(qū)模式:「離合器」耦合,「發(fā)動機」直驅(qū)車輛,「發(fā)電機」和「驅(qū)動電機」不做功;
· 巡航發(fā)電模式:「發(fā)動機」啟動,「發(fā)電機」發(fā)電給「電池」充電,「離合器」結(jié)合驅(qū)動車輛,而此時「驅(qū)動電機」不做功。
第一代DM混動系統(tǒng)工作原理(動圖)
「第一代DM混動系統(tǒng)」的「發(fā)動機」最大功率為50kW,「發(fā)電機」峰值功率為25kW,「驅(qū)動電機」峰值功率為50kW。整套系統(tǒng)相互匹配,實現(xiàn)了純電百公里電耗16kWh/100km,綜合工況油耗2.7L/100km的成績。有趣的是,「第一代DM混動系統(tǒng)」雖然為插電式混動系統(tǒng),但卻和純電汽車一樣,配有快充接口,可以在10分鐘內(nèi)充電50%。
不過「第一代DM混動系統(tǒng)」也并非沒有缺點,比如:
1. 傳動平穩(wěn)性差:由于「輸出軸」和「主減速器」之間采用鏈傳動,成本高,易磨損,傳動平穩(wěn)性差,有額外的振動和噪聲;
2. 動力上限低:而且受限于當時的成本,配備的兩個「電機」和「發(fā)動機」的功率?。娏砍渥銜r,最大總功率在80kW左右),百公里加速時間10.5s,動力弱。此外,由于「驅(qū)動電機」直連「輸出軸」,最高車速受「電機」最高轉(zhuǎn)速限制;
3. 車價高:「比亞迪F3DM」比燃油版要貴8萬左右等。
兩者的相近之處,不知道大家是否能看出
但我們不得不否認「第一代DM混動系統(tǒng)」的歷史意義,這套早于「本田i-MMD混動系統(tǒng)」(2012年上市)的混動架構(gòu),不僅影響到整個比亞迪的未來,也是整個混動汽車行業(yè)的里程碑,而且,「第一代DM混動系統(tǒng)」的技術理念,至今仍在發(fā)光發(fā)熱,在此后「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」中,我們會來詳解。
第二代DM混動系統(tǒng):性能趨向,542戰(zhàn)略
「第一代DM混動系統(tǒng)」的主要理念是節(jié)能,但在動力性上,實在讓很多消費者無法接受。所以,2013年發(fā)布的「第二代DM混動系統(tǒng)」則走上了另一個理念——性能趨向。
第二代DM混動系統(tǒng)(唐DM 2015)結(jié)構(gòu)示意圖
既然理念變了,那么整個架構(gòu)也順其自然地進行了調(diào)整:在運用「電機」的策略上,由原來的「P1P3電機架構(gòu)」改成了「P3P4電機架構(gòu)」的組合,而整套混動系統(tǒng)是『P3電機+P4電機+發(fā)動機』的組合,至此比亞迪『三擎四驅(qū)』的動力總成誕生了。
第二代DM混動系統(tǒng)(唐DM 2015)結(jié)構(gòu)示意圖
基于「第二代DM混動系統(tǒng)」的結(jié)構(gòu),其驅(qū)動模式大致可以被劃分為以下幾種:
· 純電模式:「電池」供電,「P3電機」和「P4電機」共同驅(qū)動汽車;
· 串聯(lián)模式(增程模式):「發(fā)動機」通過「變速箱」的發(fā)電檔驅(qū)動「P3電機」發(fā)電,「P4電機」驅(qū)動車輛,多于電量儲存到「電池」中。不過,若是從前橋的動力總成組成來看,「第二代DM混動系統(tǒng)」是沒有「串聯(lián)模式」的,此外,要進入「串聯(lián)模式」還必須要滿足幾項比較苛刻的條件:
1. 電量低于5%;
2. 車速低于15km/h且保持5秒;
3. 進入模式后,車速仍不能超過20km/h,否則會退出。
· 并聯(lián)模式:也就是「發(fā)動機」和前后兩個「電機」同時工作,在這種模式下,實現(xiàn)了適時四驅(qū)的效果,但又可以被細分出兩種狀態(tài):
· 行駛發(fā)電:「發(fā)動機」通過「變速器」驅(qū)動「前輪」并帶動「P3電機」發(fā)電,而「P4電機」根據(jù)工況調(diào)整輸出功率。此時,從前橋的動力總成來看,就是一種『發(fā)動機直驅(qū)』的模式;
· 行駛不發(fā)電:「發(fā)動機」通過「變速器」驅(qū)動「前輪」,但不發(fā)電,「P3電機」、「P4電機」根據(jù)工況調(diào)整輸出功率,只為保證動力最強;
· 駐車發(fā)電:「發(fā)動機」通過「變速器」的「發(fā)電檔」驅(qū)動「P3電機」發(fā)電。
「第二代DM混動系統(tǒng)」首次搭載的車型是「比亞迪秦DM」(2014款),該車的動力系統(tǒng)由1.5Ti缸內(nèi)直噴發(fā)動機(最大功率113kW)、6速干式「雙離合變速器」(DT35)和「P3電機」(峰值功率110kW)構(gòu)成,三者配合做到了百公里加速5.9秒。
A柱下方印著『542』的比亞迪唐DM(2015款)
此后,比亞迪對「第二代DM混動系統(tǒng)」進行了改進,在動力上繼續(xù)加碼,并將這套系統(tǒng)搭載在「比亞迪唐DM」(2015款)上,其主要的變化是:
1. 「發(fā)動機」升級:1.5T(最大功率113kW)升級為2.0T(最大功率151kW/320N·m);
2. 「變速器」由『干』變『濕』:6速干式「雙離合變速器」換6速濕式「雙離合變速器」,動力中斷感進一步減弱,且對「發(fā)動機」高效工作區(qū)域調(diào)節(jié)能力增強;
3. 加入「P4電機」:加入一枚與「P3電機」峰值功率(110kW)相同的「P4電機」。
比亞迪唐DM(2015款)的車尾標
而經(jīng)過加碼的這套『三擎四驅(qū)』混動系統(tǒng)能輸出近400kW的功率,綜合扭矩可達到800N·m,實現(xiàn)了SUV百公里加速4.9秒。為了直觀地讓消費者知道「比亞迪唐DM」(2015款)可以跑進5秒,所以,比亞迪將『4.9s』直接打在了的汽車的尾標上。
第二代DM混動系統(tǒng)工作原理(動圖)
可對「第二代DM混動系統(tǒng)」而言,最致命的一句吐槽無非是『有電一條龍,沒電毛毛蟲』,這句吐槽背后其實蘊含幾點原因:
1. 饋電較弱:此前也提到了,若從前橋的混動動力總成來看,「第二代DM混動系統(tǒng)」是沒有「串聯(lián)模式」的,也就是說,缺失了「P1電機」(由于結(jié)構(gòu)體積問題)或「P0電機」,沒有一個持續(xù)饋電的「發(fā)電機」,所以,無法長期維持電量。電量無法維持,沒電了就要用油,這也導致了整體混動系統(tǒng)的燃油經(jīng)濟性下降;
2. 「P3電機」在部分工況效率較低:由于「P3電機」位于「變速器」的「輸出軸」,不接受「變速器」調(diào)速,只通過固定的「減速齒輪」調(diào)速,故此,在高轉(zhuǎn)速工況時,效率較低,提供給「車輪」的扭矩也會急劇減小;此外,在低車速時,「P3電機」處于低轉(zhuǎn)速運行,又無法為「電池」大功率充電。
大家一起來找茬,看出區(qū)別了嗎?
不過「第二代DM混動系統(tǒng)」從技術理念上同樣擁有著里程碑的意義,成就了比亞迪的『542戰(zhàn)略』(5代表百公里加速5秒以內(nèi),4代表全時電四驅(qū),2代表百公里油耗2升以內(nèi)),并將混動技術從純省油的傳統(tǒng)邏輯中脫離了出來,就如本系列一直提醒大家的一樣『省油并非混動汽車技術的全部』。此外,「第二代DM混動系統(tǒng)」也為「比亞迪DM-p混動系統(tǒng)」奠定了堅實的基礎。
第三代DM混動系統(tǒng):補全短板,提升性能
時間來到2018年,搭載「第三代DM混動系統(tǒng)」的「比亞迪唐DM」煥新而來。從混動系統(tǒng)的架構(gòu)上來看,「第三代DM混動系統(tǒng)」繼承了「第二代DM混動系統(tǒng)」的大部分特點,不過也帶來一項比較大的改進。
第三代DM混動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
那就是在「發(fā)動機」前段的P0位置加入了「BSG電機」(P0電機),這枚最大功率為25kW的「BSG電機」主要起到了幾個作用:
P0電機的加入,使得串聯(lián)可實現(xiàn)(理論狀態(tài))
1. 饋電功能:通過實現(xiàn)小功率范圍內(nèi)的「串聯(lián)」,彌補「第二代DM混動系統(tǒng)」饋電能力弱的缺點;
2. 啟動「發(fā)動機」:在「發(fā)動機」啟動時,「BSG電機」介入,提前提高「發(fā)動機」轉(zhuǎn)速,避免「發(fā)動機」在燃燒不充分、震動大的低轉(zhuǎn)速區(qū)域點火,實現(xiàn)「發(fā)動機」快速平穩(wěn)地啟停;
3. 調(diào)節(jié)「發(fā)動機」轉(zhuǎn)速:在升降擋過程中,「BSG電機」可以調(diào)整「發(fā)動機」達到指定的轉(zhuǎn)速,從而改善行駛中換擋平順性。
比亞迪唐DM(2018款)
除了加入了「P0電機」,「第三代DM混動系統(tǒng)」也配備了更為強勁的「P4電機」由上一代的最大功率110kW/250N·m提升至180kW/380N·m,故此,百公里加速也由原來的4.9秒提升至4.3秒(「比亞迪唐DM」為4.5秒)。
第三代DM混動系統(tǒng)進一步成為全家桶
「第三代DM混動系統(tǒng)」的另一大升級則是「電控系統(tǒng)」通過對「電機」、「電控」等設備的整合,最終實現(xiàn)了『高壓3合1』技術和『驅(qū)動3合1』技術,在大幅提高性能的同時,減輕了重量,減小了體積。此外,除了有超大杯的『三擎四驅(qū)』,比亞迪還豐富了「第三代DM混動系統(tǒng)」的搭配,推出了『雙擎四驅(qū)』(P0電機+P4電機)和『雙擎前驅(qū)』(P0電機+P3電機)等組合,并搭載在「比亞迪宋MAX DM」等車型上。
比亞迪DM-p混動系統(tǒng):雙平臺戰(zhàn)略
時間來到2020年6月,比亞迪發(fā)布了DM混動系統(tǒng)的雙平臺戰(zhàn)略,即「DM-p」和「DM-i」。
· 『p』表示『powerful』,繼承了第二代和第三代「DM混動系統(tǒng)」追求動力和極速的結(jié)構(gòu)設計理念,滿足追求速度的消費者;
· 『i』表示『intelligent』,繼承了第一代「DM混動系統(tǒng)」追求節(jié)能和高效的結(jié)構(gòu)設計理念,滿足追求用車經(jīng)濟性的消費者。
其中,「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」與第一代的變化較大,我們后文展開,先來看看結(jié)構(gòu)變化相對較小的「比亞迪DM-p混動系統(tǒng)」。
首批搭載DM-p的漢DM(2020年6月)
由于上一代已經(jīng)加入了25kW的「BSG電機」,所以,我個人認為「比亞迪DM-p混動系統(tǒng)」在設計時,將優(yōu)化『NVH』和『平順性』作為了升級的核心目標。所以我們可以看到:
1. 7速「雙離合變速器」:相比之前的6速「雙離合變速器」,縮小了速比差,提升平順性。同時該「變速器」采用更多的「球軸承」替換原先的「錐軸承」,減小摩擦面積,提升減少噪音;
2. 重新設計的動力總成:「比亞迪DM-p混動系統(tǒng)」所搭載的「發(fā)動機」(1.5T或2.0T)和「進排氣系統(tǒng)」等部件都進行了優(yōu)化升級,比如1.5T「發(fā)動機」對「軸瓦」進行優(yōu)化,減小間隙,降低摩擦。同時優(yōu)化「鏈條」,減小「發(fā)動機」帶動「BSG電機」的噪聲,又比如將「CRV閥」外置,降低「增壓器」泄壓發(fā)出的噪聲。
比亞迪DM-p混動系統(tǒng)原理(動圖)
當然,「比亞迪DM-p混動系統(tǒng)」的工作模式也比較齊全,以『三擎四驅(qū)』的架構(gòu)為例,包括:
· 純電模式:適用于城市路況上下班通勤,純電續(xù)航高達100km;
· 串聯(lián)模式:「發(fā)動機」與「發(fā)電機」串聯(lián)發(fā)電,「驅(qū)動電機」驅(qū)動;
· 并聯(lián)模式:「發(fā)動機」與「驅(qū)動電機」共同驅(qū)動,百公里加速4.5秒;
· 巡航模式:「發(fā)動機」驅(qū)動及發(fā)電,高速公路勻速行駛,「發(fā)動機」在高效區(qū)間進行驅(qū)動,既保證動力又實現(xiàn)經(jīng)濟節(jié)油;
動能回收模式:「發(fā)動機」和前后軸的「電機」同時進行動能回收。
這里還要提一點,我們可以看到搭載「比亞迪DM-p混動系統(tǒng)」的車型,已經(jīng)可以將純電續(xù)航做到100km(電池容量21.5kWh),這也是『比亞迪DM雙平臺』戰(zhàn)略中的一個亮點,所以,接下來我就來好好研究一下「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」到底帶來了多少驚喜。
比亞迪DM-i混動系統(tǒng):集大成者,貴在自研
如果說「第一代DM混動系統(tǒng)」的設計理念是節(jié)能省油,那么「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」則是進行了升華,通過增加大功率「電機」和大容量「電池」,使得「發(fā)動機」成為動力的輔助部件,最終達到『多用電,少用油』的效果。
比亞迪DM-i混動系統(tǒng)拆解示意圖
而「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」的最大優(yōu)勢,并非復雜的結(jié)構(gòu),而是自主研發(fā)了「發(fā)動機控制系統(tǒng)」、「電機控制系統(tǒng)」和「電池管理系統(tǒng)」等核心控制系統(tǒng),其中包括但不限于:
·「驍云發(fā)動機」:1.5L和1.5Ti兩款「插混專用發(fā)動機」;
·「EHS系統(tǒng)」:繼承「第一代DM混動系統(tǒng)」設計理念的「混動專用變速器」;
·「刀片電池」:高放電倍率、可靈活搭配的『混動專用功率型刀片電池』。
接下來我們就分別來了解一下這些核心組件。
1. 「驍云發(fā)動機」:只為高效而生
目前驍云系列的「發(fā)動機」主要有兩款,分別是主打經(jīng)濟性的「1.5L插混專用發(fā)動機」(后簡稱為「1.5L發(fā)動機」)和兼顧高性能、配置在C級「DM-i」車型上的「1.5Ti插混專用發(fā)動機」(后簡稱為「1.5Ti發(fā)動機」)。
驍云1.5Ti插電混專用發(fā)動機展示圖
「1.5Ti發(fā)動機」擁有12.5的「壓縮比」,技術亮點在于其「渦輪增壓器」采用了『可變截面』的設計,使得「增壓器」能在更寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進行增壓,即可保證在低轉(zhuǎn)速工況下的增壓效果,也不影響高轉(zhuǎn)速工況下的排氣壓力。
驍云1.5L插電混專用發(fā)動機展示圖
而「1.5L發(fā)動機」可以說是『集比亞迪在混動發(fā)動機領域之大成』,真正做到了『為電而生』,其整體結(jié)構(gòu)相較于傳統(tǒng)的「發(fā)動機」做了大幅度的調(diào)整,最終做到了43.04%的熱效率。深究其技術原理,我們可以看到:
可變氣門正時技術示意圖
·「阿特金森循環(huán)」(「米勒循環(huán)」):通過「可變氣門正時技術」延后「進氣門」的關閉時間,減少「四沖程」中「壓縮行程」的能量消耗,在「膨脹行程」保持不變,使得混合氣體做功更充分,提高混合氣體能量的利用率,減少排氣損失。這項技術我們可以在很多「混動發(fā)動機」上都可以看到,而且大部分主機廠都會稱這種循環(huán)為「阿特金森循環(huán)」,其中的故事,我們在《不是吧?現(xiàn)在混動汽車的「阿特金森」都是假的?》一文中詳解過,這里就不贅述了;
壓縮比概念示意圖
· 15.5超高「壓縮比」:通常情況下,我們認為「壓縮比」越大,「發(fā)動機」做功就越多(即壓縮比越大,「發(fā)動機」的效率就越高)。而「1.5L發(fā)動機」被設計為15.5:1超高「壓縮比」,也體現(xiàn)了其效率第一的目標。當然,就「壓縮比」這一參數(shù),目前比亞迪的「驍云發(fā)動機」在行業(yè)內(nèi)絕對是翹楚;
EGR閥工作原理示意圖
· 高效的「EGR」技術:為了提升「發(fā)動機」整體的效率,高效的「廢氣再循環(huán)系統(tǒng)」必不可少,比亞迪通過「廢氣再循環(huán)系統(tǒng)」的優(yōu)化,把「EGR率」提高至25%,減少「發(fā)動機」在中低負荷工況下的進氣損失,同時也降低了氮氧化物排放。而我們之前提到的吉利「混動專用發(fā)動機」(「DHE15」),其『低壓水冷「EGR」技術』則是有著同樣的技術邏輯;
進行瘦身后的混動專用發(fā)動機
· 取消傳統(tǒng)「輪系」,采用『分體冷卻技術』:較之傳統(tǒng)「發(fā)動機」,「1.5L發(fā)動機」最大的一個改變便是取消了「發(fā)動機」的「輪系」,包括傳統(tǒng)「發(fā)動機」上的「機械壓縮機」、「機械真空泵」、「機械轉(zhuǎn)向助力泵」和「機械水泵」等。而是為效率考慮,將「電動水泵」與「電子雙節(jié)溫器」相結(jié)合,實現(xiàn)了「缸體」和「缸蓋」的分體冷卻。
兩款驍云插電混專用發(fā)動機展示圖
總體來說,這枚以混動效率為目標的「1.5L發(fā)動機」(峰值功率81kW/峰值扭矩135N·m),通過15.5超高「壓縮比」、「阿特金森循環(huán)」、高效的「EGR」、低摩擦和取消傳統(tǒng)「輪系」等多項技術優(yōu)化,理論上實現(xiàn)了43.04%熱效率的目標,并且獲得了中國汽車工業(yè)科技進步獎和中國機械工業(yè)科學技術獎等眾多獎項。
2. 「EHS系統(tǒng)」:比亞迪DM-i混動系統(tǒng)的核心
聊完了「驍云發(fā)動機」接下來便是整套「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」的另一個核心:「混動專用變速器」,比亞迪稱之為「EHS系統(tǒng)」,也可以理解為「E-CVT」。
「EHS系統(tǒng)」的結(jié)構(gòu)為『串并聯(lián)雙電機』結(jié)構(gòu),工作原理傳承了「第一代DM混動系統(tǒng)」以『電驅(qū)動為中心』的設計理念,并進行了全面的優(yōu)化:
1. 與「第一代DM混動系統(tǒng)」不同,「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」將兩個能達到16000轉(zhuǎn)的高速「電機」為并列放置,從而將整個「混動專用變速器」的體積減小了約30%,同時減輕了約30%左右的重量;
2. 「發(fā)動機」直連「發(fā)電機」(P1電機或ISG電機),通過「離合器」與「減速齒輪」相連,最后走向「輸出軸」。而「驅(qū)動電機」(P3電機)直接通過「減速齒輪」,最終「功率」同樣流向「輸出軸」,效率更高,更省油。
EHS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
根據(jù)「驅(qū)動電機」的「功率」,目前「EHS系統(tǒng)」由三個版本組成:
· 「EHS132」:「發(fā)電機」峰值功率75kW,「驅(qū)動電機」峰值功率132kW;
· 「EHS145」:「發(fā)電機」峰值功率75kW,「驅(qū)動電機」峰值功率145kW;
· 「EHS160」:「發(fā)電機」峰值功率90kW,「驅(qū)動電機」峰值功率160kW。
而將三款「EHS系統(tǒng)」適配到車型上時,也會采用不同的「驍云發(fā)動機」:
· 「EHS132」和「EHS145」采用1.5L「驍云發(fā)動機」;
· 「EHS160」采用驍云1.5Ti「驍云發(fā)動機」。
比亞迪DM-i混動系統(tǒng)工作原理示意圖(動圖)
而「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」同樣擁有混動系統(tǒng)常見的工作模式:
· 純電模式:在起步與低速行駛時,「驅(qū)動電機」由「電池」供能驅(qū)動車輛;
· 串聯(lián)模式:「發(fā)動機」帶動「發(fā)電機」發(fā)電,通過「電控」將電能輸出給「驅(qū)動電機」,直接用于驅(qū)動「車輪」。在中低速行駛或者加速時,若「SOC值」較高,則整車控制策略會將驅(qū)動切換為純電模式,「發(fā)動機」停機。若「SOC值」較低,則控制策略會使「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,實現(xiàn)全工況使用不易虧電;
· 并聯(lián)模式:當整車行車功率需求比較高時(比如高速超車或者超高速行駛),「發(fā)動機」會脫離經(jīng)濟功率,此時控制系統(tǒng)會讓「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」形成并聯(lián)模式;
· 動能回收模式:當剎車時,動能通過「驅(qū)動電機」進行回收;
· 發(fā)動機直驅(qū)模式:在高速巡航的時候,通過「EHS系統(tǒng)」內(nèi)部的「離合器」模塊將「發(fā)動機」動力直接作用于車輪,將「發(fā)動機」鎖定在高效率區(qū),同時,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」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)能量利用率。
比亞迪扁線電機示意圖
正如此前所說,從結(jié)構(gòu)和工作原理的復雜程度上,「EHS系統(tǒng)」或許并不那么驚艷,但在這套系統(tǒng)的背后有著幾項比較關鍵的技術,包括但不限于:
· 「扁線電機」:「EHS系統(tǒng)」中的「電機」采用了扁線成型繞組技術,從官方數(shù)據(jù)來看,「電機」的最高效率達到了97.5%,額定功率提高32%,高效區(qū)間(效率大于90%的區(qū)間)占比高達90.3%,質(zhì)量功率密度達到5.8kW/kg;
· 自研的第四代「IGBT系統(tǒng)」:根據(jù)官方數(shù)據(jù)來看,比亞迪「電控」的綜合效率高達98.5%,「電控」高效區(qū)(即「電控」效率超過90%的區(qū)域)占比高達93%,極大的降低了電控損耗,提高效率。
比亞迪第四代IGBT制造過程示意圖(動圖)
總的來說,「EHS系統(tǒng)」核心是讓「發(fā)動機」專注在最佳效率區(qū)間運行,而更多地發(fā)揮「電機」的作用。
3. 「刀片電池」:比亞迪任性的資本
從官方放出的消息來看,「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」使用的「刀片電池」應該與純電車型使用的「刀片電池」略有不同,官方稱之為『混動專用功率型刀片電池』,讓我不得不感嘆,能自己造「電池」的主機廠就是有任性的資格,而其特殊之處大致有以下幾點:
比亞迪刀片電池示意圖
· 單節(jié)「電池」電壓達到20V:每節(jié)「電池」內(nèi)串聯(lián)了若干節(jié)(推測為6節(jié))軟包卷繞式「電芯」,使得單節(jié)電壓達到20V以上,確?!鸽姵亍乖诘碗娏繒r,仍能有足夠的電壓保證「電機」的驅(qū)動效率;
· 「電池組」可靈活搭配:單個「電池組」由10片至20片「刀片電池」組成,換言之,電量將在8.3~21.5kWh之間,即理論純電續(xù)航可設定在50~120km之間。故此,比亞迪可以在不同級別的車型上搭配不同容量「電池組」;
· 結(jié)構(gòu)簡化,空間利用率高:這其實是比亞迪「刀片電池」的共同特點,比如「電池」采用縱向排列,這樣就可以將電芯采樣線、電線、數(shù)據(jù)線等置于一側(cè),從而降低結(jié)構(gòu)復雜度,同時也提升了「電池組」的單位能量密度。
縱向排列的混動專用功率型刀片電池
當然啦,其他「刀片電池」的特點解析,比如「電池」的「放電倍率」和二次封裝技術等,我們這里就不展開了,有機會單開一篇來詳解??傊傅镀姵亍箤τ谡住副葋喌螪M-i混動系統(tǒng)」而言,其重要性與「驍云發(fā)動機」和「EHS系統(tǒng)」一樣,缺一不可,異常重要。
搭載比亞迪DM-i混動系統(tǒng)的比亞迪秦PLUS DM-i
若要用一句話概括「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」,我覺得大概可以這樣說:一套以電為主的自研混動系統(tǒng),擁有三大核心混動技術,四種主要的混動模式,打造低油耗、高舒適性的駕駛體驗。
搭載「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」的車型
淺談完「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」的技術,我們來盤點一下目前已經(jīng)有哪些比亞迪的車型已經(jīng)或已經(jīng)確認會搭載「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」:
1. 已正式服役的『四大天王』
秦PLUS DM-i
官方綜合續(xù)航:1245km
售價:10.88-14.88萬元
秦PLUS DM-i是比亞迪首款DM-i車型,該車于去年3月正式上市。外觀方面,秦PLUS DM-i基于最新的『Dragon Face』設計理念打造,同時又融入了全新設計元素。目前來看,這也確實代表了隨后比亞迪部分車型的設計思路。
動力方面,秦PLUS DM-i搭載1.5L發(fā)動機+驅(qū)動電機,發(fā)動機最大功率81kW,驅(qū)動電機則有高低兩種功率:低功率版本最大功率132kW,零百加速7.9s;高功率版本最大功率145kW,零百加速7.3s。
續(xù)航方面,秦PLUS DM-i搭載了8.32kWh和18.32kWh兩種不同容量的刀片電池,所對應的純電續(xù)航里程分別為55km和120km,最低虧電油耗為3.8L/100km。
適用人群:親民的售價,最低的虧電油耗,適合以經(jīng)濟舒適為主的用戶
宋PLUS DM-i
官方綜合續(xù)航:1200km
售價:14.98-20.28萬元
宋PLUS DM-i是比亞迪首款搭載DM-i的SUV車型,和秦PLUS DM-i一樣在去年3月正式上市。外觀方面,新車較宋PLUS僅有微調(diào),配備了更大尺寸熏黑進氣格柵,并將『宋』標移到了鍍鉻飾條上。宋PLUS DM-i相較于現(xiàn)款的宋PLUS車型,車身高度降低了10mm,其余均保持一致。
動力方面,宋PLUS DM-i搭載1.5L發(fā)動機+驅(qū)動電機,發(fā)動機最大功率81kW,驅(qū)動電機則有高低兩種功率:低功率版本最大功率132kW,零百加速8.5s;高功率版本最大功率145kW,零百加速7.9s。而頂配的四驅(qū)版本則搭載1.5T發(fā)動機,發(fā)動機最大功率102kW,配備145kW和120kW兩個驅(qū)動電機,零百加速5.9s。
續(xù)航方面,宋PLUS DM-i搭載了8.3kWh和18.3kWh兩種不同容量的刀片電池,所對應的純電續(xù)航里程分別為51km和110km(四驅(qū)版100km),最低虧電油耗分別為4.4L/100km和4.5L/100km。
適用人群:緊湊型SUV,適合有空間需求的用戶,并有性能版可選
唐DM-i
官方綜合續(xù)航:1050km
售價:19.28-21.98萬元
第三款DM-i車型是去年上海車展期間正式上市的唐DM-i。外觀方面,唐DM-i保持了『Dragon Face』的設計思路,相比于秦、宋會更加地犀利和大氣,懸浮式車頂?shù)能図斣O計也符合當下消費者的審美。
動力方面,唐DM-i搭載1.5T發(fā)動機+驅(qū)動電機,發(fā)動機最大功率102kW,驅(qū)動電機則有高低兩種功率:低功率版本最大功率145kW,零百加速8.7s;高功率版本最大功率160kW,零百加速8.5s。
續(xù)航方面,唐 DM-i搭載了9.98kWh和21.5kWh兩種不同容量的刀片電池,所對應的純電續(xù)航里程分別為52km和112km,最低虧電油耗分別為5.3L/100km和5.5L/100km。
適用人群:中型SUV,七座大空間,配置更高,同樣適合有空間需求的用戶
宋Pro DM-i
官方綜合續(xù)航:1090km
售價:13.58-16.08萬元
宋Pro DM-i是最近一款上市的DM-i車型,與去年12月下旬正式上市。外觀方面,宋Pro DM-i沿用了比亞迪家族式設計語言,采用『Dragon Face』設計理念,前臉進氣格柵的占比由60%增大到75%,增加了D柱『龍鱗』裝飾,內(nèi)飾新增「麒麟棕+蒼穹灰」全新配色,整體觀感提升。
動力方面,宋Pro DM-i搭載1.5L發(fā)動機+驅(qū)動電機,發(fā)動機最大功率81kW,驅(qū)動電機則有高低兩種功率:低功率版本最大功率132kW,零百加速8.5s;高功率版本最大功率145kW,零百加速7.9s。
續(xù)航方面,宋Pro DM-i搭載了8.3kWh和18.3kWh兩種不同容量的刀片電池,所對應的純電續(xù)航里程分別為51km和110km,最低虧電油耗分別為4.4L/100km和4.5L/100km。
適用人群:價格比宋PLUS DM-i更親民,適合看重性價比且有空間需求的用戶
2. 躍躍欲試的『四大新星』
新款唐DM-i
官方綜合續(xù)航:預計1200km
預售價:未公布
外觀方面,新款唐DM-i有著小幅調(diào)整,中網(wǎng)格柵改成了龍鱗形的裝飾,飾條上浮現(xiàn)小篆『唐』標識被烙印至鍍鉻飾條中央,整體還是大家熟知的Dragon Face 3.0設計。
動力方面,新款唐DM-i將搭載1.5T發(fā)動機+驅(qū)動電機,發(fā)動機最大功率102kW,驅(qū)動電機最大功率160kW。此外,新車還將提供四驅(qū)高性能版本,配備160kW和200kW兩個驅(qū)動電機,零百加速僅4.3s。
續(xù)航方面,新款唐DM-i將搭載容量為45.8kWh的刀片電池,所對應的純電續(xù)航里程為252km和215km,最低虧電油耗分別為5.6L/100km和6.5L/100km,這兩款車大概率對應兩驅(qū)車型和四驅(qū)車型。值得一提的是,252km的純電續(xù)航也是目前國內(nèi)插混車型的最強存在。
適用人群:相比現(xiàn)款唐DM-i,還適用于有性能需求的用戶
漢DM-i
官方綜合續(xù)航:預計1300km
預售價:未公布
外觀方面,前臉進氣口設計稍有改變,尾燈換裝了全新的樣式。漢DM-i長寬高分別為4975/1910/1495mm,軸距為2920mm,相較于現(xiàn)款的漢DM車型,車身長度多出了15mm,其余均保持一致。
動力方面,漢DM-i配備的是1.5T發(fā)動機+驅(qū)動電機,發(fā)動機最大功率102kW。標準續(xù)航所配備的驅(qū)動電機最大功率145kW,超長續(xù)航版本為160kW,四驅(qū)高性能版本則分別配備160kW和200kW兩個驅(qū)動電機,零百加速3.7s。
續(xù)航方面,漢DM-i將搭載18.3kWh和37.6kWh兩種不同容量的刀片電池,分別為,對應的純電續(xù)航里程分別為121km和242km(性能版202km)。其中,搭載18.3kWh電池的車型最低虧電油耗為4.2L/100km。
適用人群:對后排空間有高要求,和更喜歡轎車行駛感的用戶,并有性能版可選
宋MAX DM-i
官方綜合續(xù)航:1090km
預售價:14.68-17.38萬元
外觀方面,宋MAX DM-i相較于宋MAX幾乎沒有過太大的變化,依舊提供6座和7座兩種不同的版本。不過值得一提的是,在其中兩個車型上,新車增設了『升艙頂』配置,1880mm的車高讓小朋友在車內(nèi)也能自由行走。
動力方面,宋MAX DM-i將搭載1.5L發(fā)動機+驅(qū)動電機,發(fā)動機最大功率81kW,驅(qū)動電機最大功率132kW,零百加速7.9s。
續(xù)航方面,宋MAX DM-i將搭載8.3kWh和18.3kWh兩種不同容量的刀片電池,所對應的純電續(xù)航里程分別為51km和105km,最低虧電油耗為4.4L/100km。其中,105km版本支持快充,電量從30%充到80%僅需30分鐘。
適用人群:大空間,低地臺,對全家用車的用戶更友好
驅(qū)逐艦05 DM-i
官方綜合續(xù)航:預計1090km
預售價:或12-16萬元
這位選手比較特殊,并非隸屬上述的比亞迪王朝系列,而屬于比亞迪海洋系列,定位略高于秦PLUS DM-i。外觀方面,驅(qū)逐艦05采用了『海洋美學』設計理念打造。新車車頭所有的橫向飾條與全新造型的LED大燈一起形成了一個平面,看起來十分獨特。
動力方面,驅(qū)逐艦05將會采用和秦PLUS DM-i相同的動力總成,搭載1.5L發(fā)動機+驅(qū)動電機,發(fā)動機最大功率81kW,驅(qū)動電機則有高低兩種功率:低功率版本最大功率132kW,零百加速7.9s;高功率版本最大功率145kW,零百加速7.3s。
續(xù)航方面,驅(qū)逐艦05將搭載兩種不同容量的刀片電池,所對應的純電續(xù)航里程分別為55km和120km,最低虧電油耗為4.4L/100km。其中,120km版本支持17kW快充,由30%充到80%僅需25分鐘。
適用人群:比秦PLUS DN-i更高的定位,適合更追求精致感的用戶。
比亞迪DM雙平臺戰(zhàn)略:階段性成果
2022年1月3日,比亞迪公布2021年銷量數(shù)據(jù):2021年乘用車全系銷售730093輛,其中搭載「比亞迪DM混動系統(tǒng)」的車型累計售出272935輛。隨著搭載「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」的多款車型陸續(xù)登場,相信比亞迪DM車型的銷量必將節(jié)節(jié)上升。
回收開頭:比亞迪DM混動系統(tǒng)的技術路線概覽
當我們重新梳理「比亞迪DM混動系統(tǒng)」的歷程就會發(fā)現(xiàn),目前比亞迪的『DM雙平臺戰(zhàn)略』是在長達近20年的技術積累后,獲得的階段性勝利:
· 「比亞迪DM-p混動系統(tǒng)」:經(jīng)過2代發(fā)展,終究找到了性能與能耗的階段性平衡點;
· 「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」:經(jīng)過10多年的「三電」技術積累,終究成為了插電混行業(yè)中的標桿之一。
比亞迪DM混動系統(tǒng)歷代架構(gòu)變化(動圖)
最后,我匯總了每一代「DM混動系統(tǒng)」的基本參數(shù)和架構(gòu),總結(jié)一下每一代的特點和歷史意義:
第一代DM混動系統(tǒng)參數(shù)&架構(gòu)(僅供參考)
「第一代DM混動系統(tǒng)」確定了以燃油經(jīng)濟性為設計理念的混動架構(gòu),但受限于當時「發(fā)動機」、「三電」技術以及制造成本等因素,故此,未能打開市場。應該說「第一代DM混動系統(tǒng)」的歷史意義大于其市場意義。
第二代DM混動系統(tǒng)參數(shù)&架構(gòu)(僅供參考)
而「第二代DM混動系統(tǒng)」則是比亞迪在打造『高性能混動系統(tǒng)』上的一次嘗試,雖然在能耗和饋電能力上存在著比較明顯的問題,卻拉升了該價位混動車型在性能上的上限,具有很強的行業(yè)意義。
第三代DM混動系統(tǒng)參數(shù)&架構(gòu)(僅供參考)
隨著比亞迪在「三電」方面的技術不斷提升,使得「第三代DM混動系統(tǒng)」的實用性大大提升,特別是加入大功率的「BSG電機」的混動解決方案,讓不少同行嘖嘖稱奇。
比亞迪DM-p混動系統(tǒng)參數(shù)&架構(gòu)(僅供參考)
而「比亞迪DM-p混動系統(tǒng)」則是比亞迪階段性固化『三電機+雙離合變速器』混動方案的里程碑,在『大功率「電機」+大容量「電池」』兩大技術保障下,搭載「比亞迪DM-p混動系統(tǒng)」的車型在NVH、動力切換的平順性和能耗等方面有了再一次質(zhì)的飛躍。
比亞迪DM-i混動系統(tǒng)參數(shù)&架構(gòu)(僅供參考)
當然,「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」才算是目前比亞迪在混動技術領域的王牌,其經(jīng)濟性和實用性不言而喻。正如此前所總結(jié)的那樣,「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」最可貴的點在于:比亞迪擁有「電池」、「電控」到「電控芯片」等關鍵部件研發(fā)和制造的能力。
歷代比亞迪DM混動系統(tǒng)參數(shù)表(僅供參考)
若你要問我:『現(xiàn)在的「比亞迪DM混動系統(tǒng)」好不好?』我答案是:經(jīng)過近20年的發(fā)展,「比亞迪DM混動系統(tǒng)」無論在技術上還是生產(chǎn)上已經(jīng)自成一派,且相當成熟。至于推不推薦大家去買,我還是那兩句話:
所以,我們已經(jīng)搞到一輛搭載「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」的車型,至于是哪輛車,那就敬請期待吧~~科科~~