不比加速改拼油耗 解析比亚迪DM-i技术


不比加速改拼油耗 解析比亚迪DM-i技术


  在中国,说起插电式混合动力技术就绕不过比亚迪。自2008年推出F3DM以来,比亚迪已经累计售出了42万辆插电混动车型(PHEV),占据了这个细分市场里44%的份额。在这个过程中,比亚迪DM插电混动技术的超强动力对品牌的建设和销量的提升都带来的非常显著的效果。十几万元的比亚迪秦就能拥有百公里5.9秒的加速性能,这完全颠覆了消费者的认知,也让比亚迪的PHEV车型迅速走红。

  不过,比亚迪的DM技术并不完美,它在动力方面表现突出,但是燃油经济性一般。实际上,不管是比亚迪的PHEV车型还是欧洲品牌的PHEV车型,它们的超低油耗(百公里不到2L)通常只停留在NEDC工况的数据上,在实际驾驶中亏电状态的节油效果并不显著。而在中国,在意油耗的消费者肯定要远远多过追求动力的消费者。所以,比亚迪要想进一步增加PHEV车型的销量,面临的最大挑战就是降低油耗。

  为了降低油耗,比亚迪重起炉灶开发出了一套全新的插电混动技术,名为DM-i,i代表intelligent,指智慧、节能、高效;现有的那一套强调动力的插电混动技术则被命名为DM-p以示区别,p代表powerful,指动力强劲。DM-i技术更加注重燃油经济性,追求极致的效率;DM-p技术则以性能为导向,追求动力和加速。

  这三款新车一改PHEV车型油耗一般的形象,在亏电油耗上有明显的改善。最省油的秦PLUS DM-i馈电状态下油耗仅为3.8L/100km,而体系庞大的唐DM-i馈电油耗也仅有5.3-5.5L/100km。得益于超低的油耗,这三款车在加满油之后的续航里程都能够达到1000km以上。

  在动力方面,DM-i远没有DM-p那么强劲,不过得益于电机的扭矩特性,其加速性能还是可圈可点的。秦PLUS DM-i的0-100km/h加速时间仅为7.3-7.9秒,唐DM-i也只需要8.5-8.7秒。和同级别燃油车相比,比亚迪DM-i车型的油耗要低得多,同时还有不错的动力性能,比亚迪是如何做到的?

  比亚迪的DM插电混动技术经历了三代的发展,其中第一代是比较注重油耗的串并联架构,强调发动机与电机的协同;第二代第三代则更加注重动力,强调发动机与电机的共同出力。DM-i技术返璞归真,采用了与第一代DM技术比较类似的双电机串并联架构,但是这套系统里的每个部分都已经有了巨大的进步。

  DM-i插电混动系统由一台高效率的发动机、整合了两台电机和减速器的EHS电混系统、一组混动专用刀片电池共同组成。下面我们就对这三个部分的技术特点进行逐一解读。

  在混动车型上,虽然混动技术非常关键,但是发动机依然是动力总成的心脏。没有一台高效率的发动机,油耗肯定也低不到哪儿去。为了覆盖从紧凑型三厢车到中大型SUV的整个产品线,比亚迪为DM-i系统开发了两台拥有超高热效率的发动机,分别是骁云-插混专用1.5L高效发动机和骁云-插混专用涡轮增压1.5Ti高效发动机(骁云是比亚迪旗下弗迪动力的燃油动力品牌)。

  骁云-插混专用1.5L高效发动机是一款自然吸气发动机,它的动力不强,额定功率仅为81kW(110马力),最大扭矩也只有135Nm,但是它的峰值热效率达到了43%,位居世界前列。秦PLUS DM-i和宋PLUS DM-i将搭载这款发动机。对于这款发动机,我们此前已经做了较为详细的介绍,感兴趣的朋友可以点击下方图片跳转阅读。

  骁云-插混专用涡轮增压1.5Ti高效发动机的动力更强一些,它的最大功率为102kW(139马力),最大扭矩则是231Nm。它和前面介绍的比亚迪1.5L自吸发动机一样采用了高压缩比(达到了12.5)、取消轮系等设计,其峰值热效率达到了40%,在涡轮增压发动机领域,这样高的热效率是比较罕见的。唐DM-i将搭载这款发动机。

  值得一提的是,这款发动机还采用了VTG可变截面涡轮增压器。它可以控制废气的流速,从而达到控制涡轮转速的目的。在发动机转速较低时,可以加快废气的流速,驱动涡轮加速,以尽快建立压力;在发动机转速较高时,可以减慢废气流速,避免涡轮超速或者产生排气回压。我们此前已经对VTG技术做了介绍,感兴趣的朋友可以去看看。

  比亚迪的DM-i系统是怎么“混”的?这就得说说它的EHS电混系统了。它相当于是两个电机组成的E-CVT,完全取代了传统的机械变速箱,与日系混动特别是本田i-MMD系统比较类似。

  比亚迪EHS电混系统中的两台电机采用平行布置,能够减小横向空间,从而适配更多的车型。这两台电机有一台是发电机,另一台是驱动电机。在电机上方是电控系统,其功率半导体是比亚迪自主研发生产的IGBT 4.0。

  从模型上我们可以更加清楚地看到电机的位置,其中绿色的是发电机,红色的是驱动电机。这两台电机是转速可达16000rpm的超高转速扁线%。和传统绕组相比,扁线绕组线圈结构的横截面积更大、长度更短,所以电阻和能量损耗都得以降低,所以扁线电机有更高的效率和功率密度。

  在实物和模型上都看不到的地方,EHS电混系统中还包括了一台直驱离合器。也就是说DM-i系统是可以实现发动机直驱的。据现场的工程师介绍,DM-i系统在时速60-70km/h就可以进入发动机直驱状态。

  EHS电混系统完全取代了传统的机械变速箱,里面只有一个单级减速器。整套系统的结构并不复杂。

  从左侧的示意图中我们可以看到:在直驱离合器打开时,发动机带动发电机产生电能,为驱动电机供电,车轮上的动力全部来自驱动电机,EHS电混系统是串联状态;在直驱离合器闭合时,发动机可以直接向车轮输出动力,同时也可以带动发电机产生电能,EHS电混系统是发动机直驱模式或者发动机与电机并联的模式。

  比亚迪说DM-i是“以电为主的混动技术”,是因为该系统会在很大一部分工况里处于串联状态,动力主要来自电机,因此可以获得如同电动汽车一般的顺畅驾驶体验,同时发动机可以长时间工作在高效区间。它的运行模式非常类似本田的i-MMD混动系统,区别主要有2点:本田i-MMD的双电机是同轴的、本田i-MMD较少用到并联模式。

  前面说到比亚迪DM-i技术与本田的i-MMD技术比较类似,但它们之间还有一个很大的区别是DM-i的电池容量较大,可以外插充电,甚至可以直流快充,而i-MMD的电池较小,不能外插充电。比亚迪当然也可以推出不插电版的DM-i,但是这样就无法享受国家的新能源政策优惠了。在成本方面,插电版的大电池虽然较贵,但是能够能够拿到补贴,并可以省下一两万元的购置税,所以竞争力还是非常强的。

  刀片电池是比亚迪标志性的电池技术,其最大的特点是安全,可以稳定通过针刺试验而不起火。

  DM-i车型搭载的是功率型刀片电池,电芯单体的电压为25.6V,容量为1.22kWh。多个电芯组成的电池组容量为8.3-21.5kWh,可以支持车辆以纯电模式行驶50-120km。其中,采用大容量电池的长续航车型配备了直流快充接口,可以更快地补充电量。

  DM-i专用的功率型刀片电池采用了先进的热管理技术,它是全球首款脉冲自加热电池,并采用了冷媒直冷技术。

  值得一提的是,DM-i车型全球首家搭载了磷酸铁锂12V电瓶,并配备了独立的BMS,令系统效率提升了13%。磷酸铁锂小电瓶的应用,令DM-i车型实现了彻底无铅化。

  编辑点评:目前中国新能源汽车市场是纯电动汽车占据了绝对的大头,插电混动车型的销量比较小,其中的一大原因就是纯电动汽车的使用成本优势明显。比亚迪DM-i插电混动技术在拥有不错动力性能的同时大幅降低了油耗,拥有非常强大的竞争力。这项新技术的出现将为比亚迪赢得更多的消费者,也能帮助插电混动车型获得更大的市场份额。

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  2018年2月12日至2018年6月11日为过渡期,过渡期间按2017年补贴标准的0.7倍补贴执行,过渡期后按照2018年新政进行补贴。

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