两田的混动开起来有什么异同,你会选择比亚迪的插电混动产品吗?

秒杀“两田”的混动系统,为何这么牛?看完这些你就明白了

今年初,比亚迪重磅发布DM-i超级混动技术,并随后推出3款DM-i车型,秦PLUS DM-i、宋PLUS DM-i和唐DM-i,官方表示其亏电油耗分别是3.8L/100km、4.4L/100km和5.3L/100km,而在随后经过媒体和用户的实测,虽然略有浮动,但是这个数据也基本靠谱。作为插电混动车型,它们是怎样实现超低的油耗表现的呢?甚至比本田i-MMD、丰田THS混合动力还省油?如果你准备入手比亚迪DM-i车型,那就一起来了解一下这套超级混动系统的工作方式吧。

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DM-i超级混动:以电为主

DM-i超级混动的系统主要由骁云插混1.5L(或1.5T)高效发动机、EHS电混系统、刀片电池、交直流车载充电器等部件组成,其中秦PLUS和宋PLUS搭载的是骁云1.5L自吸发动机,唐DM-i搭载的是骁云1.5T涡轮增压发动机。

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DM-i超级混动,是基于超级电混系统,以电为主的混动技术。在架构上,DM-i超级混动以安全和大容量为亮点的刀片电池,以及高性能大功率扁线电机为设计基础,依靠大功率高效电机进行驱动,而系统内的汽油发动机主要负责在高效转速区发电,适时直驱。

这样一顿操作下来,就与传统的混动技术区分开来了,以前的混动技术更多的是依赖发动机发力,是以油为主的设计架构。DM-i超级混动技术以电为主,多用电、少用油,自然就把油耗降低下来了。

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骁云插混1.5L高效发动机

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骁云1.5L发动机通过一系列的优化把热效率提升到43%,这是目前全球量产车里最高的。这是一台四缸自然吸气发动机,压缩比高达15.5,最大功率81kW,峰值扭矩135Nm。从数据可以看出,它的动力性能并不算突出,主要考虑的是如何省油。

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而要达到省油的目的,首先就是要减少不必要的热损失。包含不完全燃烧、排气损失、冷却损失、泵气损失、摩擦损失等等。比亚迪大致用6项技术来应对这些热损失。

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·提高压缩比

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压缩比是发动机混合气体被压缩的程度,即是压缩前的气缸总容积(V1)与压缩后的气缸容积(V2)之比。

更高的压缩比可以让汽油和空气更充分混合,混合气温度更高,燃烧瞬间爆发的能量更大,发动机有用功增加,热效率上升。现在一般压缩比是11-13,而为了压榨发动机,比亚迪把压缩比提高到15.5。但提高压缩比也会带来爆震的问题,因此得做一些技术来解决,如提高EGR率。

·增大冲程/缸径比值

比亚迪重新调整了活塞的冲程和缸径比例,增大行程,减小缸径,提高滚流效应,做功时间更长,燃烧效果更好。

·使用阿特金森循环

阿特金森循环的作用是实现膨胀比大于压缩比,它一般和混动车型联系在一起,例如丰田双擎。但随着时代的发展,它已经不是利用复杂的物理机械结构来达成的了,而是利用配气相位的控制就可以了,一定程度可以看成是米勒循环。

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比亚迪通过进气侧VVT可变气门正时机构在压缩行程时进气门晚关,让缸内一部分混合气被挤压回进气管,实现做功行程大于压缩行程,也即是膨胀比大于压缩比。这样燃料的能量利用率更高,有效地提高发动机热效率,油耗自然也有所降低。

·冷却EGR

EGR并不算新技术,在国外很多汽油发动机都有应用,比亚迪在之前算是比较早应用的中国品牌。它的主要作用是降低排放、降低油耗、减少爆震。

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EGR(Exhaust Gas Re-circulation)即废气再循环系统,它把发动机排出的部分废气再送回到进气歧管,与新鲜混合气一起进入气缸,参与二次燃烧。废气再次循环流入到进气管,再次在气缸内燃烧,能降低燃烧的温度,散热损失也降低了,同时也会减少高压缩比带来的爆震倾向。

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此外,在冷却系统上,比亚迪也做了优化。一般发动机缸体和缸盖都是一体冷却,而这里却创新性地使用了分体冷却。缸体和缸盖在工作时温度并不同,通过电子双节温器两套水循环来完成更佳的冷却,提高热效率。

·降低摩擦

摩擦导致的热损失不算大,但比亚迪也应用了一些常见技术来抑制它。例如应用低活塞环组弹力气门驱动、低摩擦油封、0W-20低粘度机油等等。这都能一定程度降低摩擦,提高热效率。

·附件电器化,取消轮系

骁云1.5L发动机还有一个比较创新的就是“做减法”,取消了前端轮系,把传统发电机、机械空调压缩机、机械真空泵、机械水泵等这些通过皮带轮带动的部件统统去掉,这些附件都实现电器化,用电带动。少了这些轮系做功的损耗,自然就提升了热效率。

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此外,这台发动机并没有采用主流的缸内直喷,而是采用比较传统的歧管喷射。这对于倾向省油低成本,不倾向性能的发动机来说并没有什么不好,同样是“做减法”的表现。

 

EHS电混系统

与骁云插混1.5L发动机匹配的是EHS电混系统,这套EHS电混系统可以看成是DM-i超级混动的“大脑中枢”,整个DM-i超级混动要实现高效工作全靠它的调配,它能对发动机、发电机、驱动电机进行智能功率分配。

EHS是“Electric Hybrid System”的缩写,它采用七合一高度集成化设计(双电机+双电控+直驱离合器+单档减速器+油冷系统),兼顾了驱动、传动以及功率分流等多维一体的作用。

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在EHS电混系统中,发电机通过齿轮变速机构与发动机直接连接,实现发电功能,而电动机通过齿轮变速机构与车轮直接连接,实现驱动车轮运转。而当离合器结合时,此时发动机就能够直接把动力传递至车轮,直接驱动车辆前进。

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电量充足时,系统智能保持EV纯电模式,DM-i超级混动可以看成是一台纯电动车;电量不足时,系统根据具体情况智能切换为HEV串联或并联模式,DM-i超级混动此时就是一台低油耗的混合动力车;高速行驶时以并联直驱为主,此时发动机在高效区间驱动,实现高效率和低油耗,DM-i超级混动变成一台汽油车。

正是由于它能够对整个系统进行智能功率分配,保持发动机、电动机在高效的环境下工作,大幅度降低整车能耗,才最终对外表现出惊人油耗。

从整个物理架构上看,DM-i超级混动不再使用空间浪费较多,散热较困难的圆线电机,而是换用最新的扁线绕组电机(铜线截面为矩形),实现电机小型化和提升运转效率,最高效率达到97.5%。

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另外,在EHS电混系统搭载的是比亚迪第四代IGBT技术,比亚迪也是国内唯一一家能够自己开发和生产IGBT绝缘栅双极型晶体管的汽车企业。目前,比亚迪的IGBT发展到4.0时代,芯片比1.0时代采用的进口IGBT芯片体积更小(从12L降低至1L)、重量更轻(从2460g降低至1690g)、寿命更长(从6-10年提升至10-15年)、能量转换消耗小(从510w降低至169w),因此电控综合效率高达98.5%。

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刀片电池

刀片电池完全由比亚迪自主研发,其通过对电芯的厚度减薄,并增大电芯的长度,将电芯进行扁长化设计,形态上很像刀片,因此得名刀片电池。

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与时下多数新能源车企使用三元锂电池不同,比亚迪刀片电池目前采用的是磷酸铁锂材质,在安全系数和循环充放电寿命上要优于三元锂电池。虽然磷酸铁锂电池的能量密度小于三元锂电池,但通过刀片电池的结构优化,提升电池包内部的空间利用率,在有限体积的电池包内放入更多的电芯,从而提升电池包能量密度,这使得磷酸铁锂电池与三元锂离子电池在电芯能量密度较量中的弱势得以弥补。

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另外,专用的刀片电池符合针刺试验标准,具备更高的安全性能,减少电池会自燃的风险。不少消费者对电动车最大的担心就是自燃或起火,而刀片电池的出现很好地解决了这一痛点。

 

总结

通过对骁云1.5L发动机、EHS电混系统、刀片电池的认识,让我们更深入地了解比亚迪DM-i超级混动的大体工作情景,多个部件通过全面协作,最终达到省油、高效的效果。目前,三款DM-i车型都备受疯抢,超出比亚迪原先对销量的预计,因此产能不足,这导致了消费者提车较慢。假以时日,产能提升,它将会撬动丰田、本田等混动大户,你会选择比亚迪的插电混动产品吗?

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