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目前最完美的混动系统?比亚迪DM-i解析

来源:盖世汽车时间:2021-01-31 08:34编辑:路桐一编辑:王厅

  混动技术在过去一段时间被认为是燃油车与电动车之间的过渡手段,但是随着发展以及政策推动,越来越多的厂家开始认识到混动技术的重要性,而这项技术也与大家用车息息相关,所以在接下来的内容中,大家将为大家详细的解读一套来比亚迪最新的混动系统——DM-i,希翼可以为大家选车提供一些帮助。

  何为DM-i?

  DM-i是比亚迪旗下全新的混动系统,以电为主的混动技术。去年六月份,比亚迪发布双模(DM)技术双平台战略,包括DM-p和DM-i两种平台。其中DM-p平台的“p”指的就是powerful,意味着该平台主打动力强劲、极速,能够满足消费者对高性能的追求;而DM-i平台中的“i”则是intelligent的象征,中文含义“智慧、聪明”,所以DM-i平台的推出则是为了满足人们对低能耗的需求。

  DM-i的工作原理是什么?

  在先容DM-i之前,大家先来了解一下混合动力的基本形式。按照电机的设计位置不同,混合动力一般分为P0、P1、P2、P3和P4共五种结构:其中P0结构下,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结构中,则将电机与发动机后端进行刚性连接,可替代起动机并作为发电机,功率更大;P2中,电机位于离合器与变速箱之间,电机功率较大,可以通过变速箱变速直接驱动车辆实现纯电行驶;P3中,电机位于变速箱之后,与主减速器相连,功率大,可直接驱动车辆纯电行驶;P4中,电机被布置在车辆的后桥上,可直接驱动后轮,实现纯电行驶。

  简单来说,DM-i混动系统则是通过在P1和P2位置增加两台电动发电机,两台电机的峰值功率分别为25kW和50kW,在两台电动机、电池组与发动机的配合下,能够实现纯电模式、增程模式、高速巡航模式、巡航发电模式、加速模式,共5种能量输出模式。

  其中,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。纯电模式中,P2电机由电池组独立供电,为车辆提供驱动力,发动机不启动。此外,在车辆减速制动时,进行能量回收。

  城市工况,道路拥堵而电池馈电时,HEV串联模式启动,也就是增程模式,该模式下可以获得更高的燃油效率,以及纯电的驾驶感受。在增程模式中,发动机启动,P1电机进行发电并将电量储存在电池组中,而P2电机则直接依靠电池组中的电能驱动车辆行驶。

  高速巡航时,发动机通过高效的单级变速器直接驱动车辆,发动机工作在高效区间,系统以并联直驱为主,此时的P1和P2均处于停机状态。

  巡航发电模式中,发动机直接驱动车辆,P1电机进行发电并将电量储存在电池组中,P2电机不工作。

  加速模式时,发动机、P1、P2均处于动力输出状态,为车辆提供满额的功率输出。

  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如何实现节油?

  这个问题需要从两方面做出说明,其一在于整个混动系统的工作逻辑,其二在于系统组成中各独立结构的优化。

  如果你了解过本田的i-MMD系统,就不难理解比亚迪的DM-i。大家先来看整体结构,DM-i核心部件包括双电机的EHS系统,骁云插混专用发动机,混动专用功率型刀片电池。还有四大控制系统,包括整车控制、发动机控制、电机控制和电池管理。

  大家都知道,纯燃油车的动力只来源于发动机做工,而每台发动机都有一个最经济的转速区间,所以要想达到节油的目的,就需要然发动机每时每刻都处于某个特定的转速区间。但是在实际用车中,怠速、急加速、带挡滑行等大部分工况都处于十分低的燃油效率,很大一部分燃油就这样被浪费了。

  而按照DM-i超级混动的思路,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,支撑P1电机发电,即便在加速模式下多出来的功率也可由发电机和大功率电池消化吸取,这与目前很多增程式车型的设计思路基本一致。

  但是,增程式车型的这种省油模式只能满足低功率城市道路用车,一旦将车辆开上高速,在高速巡航路况时,“发动机→发电机→电池组→电动机→车轮”这样的能量传递模式,反倒没有“发动机→车轮”的燃油效率高。所以高速巡航时,DM-i会让发动机通过高效的单级变速器直接驱动车辆,发动机工作在高效区间,系统以并联直驱为主,达到节油的目的。

  以上便是整个DM-i混动系统的工作逻辑。接下来大家再看,比亚迪对系统中的独立结构做了哪些优化。

  为了实现最佳表现,比亚迪为DM-i混动系统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。

  其中,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。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。

  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。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。

  EHS电混系统中,串并联架构中的双电机,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。

  三款电机均为发卡电机,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。

  另外,EHS电魂系统继承了第一代DM系统的双电机双电控,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。

  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,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。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。此外,刀片电池采用了最新的脉冲自加热和冷媒直冷的技术,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。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%。

  总结:鉴于大部分朋友都没有耐心看完全篇,所以大家总结一下,在比亚迪DM-i混动系统之下你能得到什么车。首先,在不充电的状态下,你能买到百公里最低油耗3.8L的 秦PLUS DM-i,或者是最低油耗4.4L的宋PLUS DM-i,又或者是搭载了1.5Ti的,油耗低至5.3L的而唐DM-i。其次,在DM-i混动系统下,车辆亏电时的电机驱动占比超过80%,城市工况下电机驱动的占比甚至已经接近100%,所以你得到的是犹如纯电动车的用车体验。最后,由于电动系统的加入,所以搭载了DM-i混动系统的车型,拥有更出色的加速表现,比同级车的百公里加速成绩要高出2~3s左右。

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