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近日,比亚迪发布了新一代混动系统 DM-i,共包括三个部分:基于双电机的 EHS 混动系统,高热效率发动机,功率型刀片电池。发布会宣称,整车亏电工况低至 3.8L/100km,引发热议。
比亚迪的 DM-i 真的有这么神奇吗?什么是 DM-i 系统?今天我们就来深度解读一下。
1
DM-i 构型解读
上汽与比亚迪,同为国内最早研发 PHEV 车型的车企之一。比亚迪的 DM 系列经过了多年的发展,一共推出了 4 代产品,分别是:
DM 一代、DM 二代、DM 三代和最新的 DM-i 系统。
从发布会公布细节来看,DM-i 混动架构其实就是早期 DM 一代的升级版。两者虽然相隔 15 年,但是从机械构型上来看,却有着千丝万缕的联系。
DM-i 和 DM 一代都属于 P1+P3 构型,发动机和电机都是单挡。
区别在于 DM-i 的 ISG 和发动机是平行轴布置,DM 一代 ISG 电机和发动机同轴布置。
正是这个改变,提高了系统集成度,让 DM-i 比 I 代体积减少了30%,重量减轻了 30%。
而这个改变,也让 DM-i 和 i-MMD 变得很像。我们介绍过本田 i-MMD 混动系统的工作原理和特点,不了解的可以想去看下。
i-MMD 系统解读
i-MMD 系统 VS THS 系统
DM-i 和 i-MMD 有以下几个共同点:
结构上
均为双电机。主驱动电机为单速比,发动机不能换挡。
经济性
两者均采用混动专用的阿特金森发动机,以串联模式为主,总体经济性较好,省油。
动力性
发动机是固定速比,发动机无法在低速的时候进入并联模式,所以大油门驱动时动力比较弱,最高车速也会被电机最高转速限制。
总体来看,本田 iMMD 与比亚迪的 DM-i 的构型原理以及特点基本一致。跟 iMMD 相比,DM-i 并没有本质上的突破。
其实早在 2008 年,比亚迪就在 F3 DM 上尝试性地使用了 DM 一代系统,但是并没有主推。主推的是结构简单,主打动力性的二代、三代 DM。
那为什么时隔 15 年,直到今天,比亚迪又启用十几年前的方案呢?
2
DM-i 有哪些技术突破?
主要原因有两个。
1、电机技术的突破
DM-i 的 EHS 电混方案使用 TM 电机作为主驱动力,需要一台功率足够大,体积足够小,效率足够高,成本足够低的电机,这在 15 年前来看几乎是不可能实现的。
但是随着电机技术的发展,现在国内已经可以设计制造性能、体积、成本都符合要求的驱动电机。DM-i 的 160kW 电机,峰值转速 16000 转,最高效率 97.5%。
发布会上,比亚迪宣布 DM-i 会搭载 Hairpin 扁线绕组技术的电机,以及运用电机油冷技术。电机技术不断升级迭代,才让 DM-i 有高效与动力兼备的可能性。
前面提高,跟 i-MMD 相比,比亚迪 DM-i 没有实质性突破,同样,在 Hair-pin 和油冷技术上,比亚迪也不是第一家,在当前市场上,也不算最先进的。
发布会展示的 Hairpin 绕组电机以及电机油冷技术,早就在两年的上汽插电混动车型上就已经量产应用了。
国内最先进的 Hair-pin 技术,现在可以做到 8 层,也已经在上汽新能源纯电动车上进行运用了。
2、混动专用的阿特金森发动机
发动机以串联模式运行为主,需要发动机的效率足够高,但可惜比亚迪一直苦于没有一台效率极高的发动机。
为了实现如此高的热效率,比亚迪减去了所有发动机附件轮系,空调压缩机、水泵等附件都采用了电驱动,通过高压缩比、应用电气化设计降低摩擦、分体冷却热管理等手段,热效率不断提升,为降低油耗奠定了基础。把发动机热效率做到了 43%。
比亚迪为了适配混动系统,专门开发一款高效率的阿特金森发动机,是值得敬佩的。因为阿特金森发动机的适用性比较局限,只能用于混动车型,很难跟传统燃油车进行成本的分摊。
但是是否真能达到 43% 的热效率,在专业人士眼里是有保留意见的,这里并不是看衰比亚迪,正是因为对技术有敬畏之心才会谨慎看待。
丰田、本田也只把阿特金森发动机做到 41% 左右的效率。41% 到 43% 的进步,这就好比把人类百米世界纪录提升了 0.5 秒,足以让人惊掉下巴。
3
DM-i 方案优缺点
我们先来说说优点:
首先,双电机方案能够降低电池 SOC 保持的难度,不容易出现单电机方案中电池过放的情况,对混动策略的制定有比较好的优势。
其次,理论上亏电油耗低。以串联模式为主,电机作为主要驱动来源,充分利用电机与发动机的高效区间,确实能够有效地降低能耗。
高效率的 Hair-pin 电机搭配高效率的阿特金森发动机,确实是比较完美的搭配。
最后,是中低速动力性好。160kW 的 TM 电机至少提供相当于 2.0T 发动机的动力,更何况电机在低速扭矩直接爆发。这套系统在中低速下,动力性一定不会差。
通过大容量电池提供较长的纯电里程,大 TM 电机提供较强的加速动力,大 ISG 电机保障串联功率,确保高强度驾驶电池不亏电,高效的发动机提升了燃油效率。
这样一套组合,确实能给车辆带来非常好的经济性。
说了这么多优点,难道就没有什么缺点了吗?因为目前还没有实车,只能暂且从理论角度分析。
从构型本身来看,由于 DM-i 系统发动机传动比是固定的,无法换挡,只能在中高车速时发动机才可接入并联,对并联时候的发动机效率不利。
并联状态下高速行驶,发动机转速会被拉得很高,NVH 不容易做好。
驱动电机直连输出轴时,最高车速也会受电机最高转速限制。
至于省油,我们可以看看与 DM-i 结构极为相似的本田 i-MMD 的实际成绩,对比一下实际效果。
搭载 i-MMD 混动中级车的车主平均油耗为 5.4L/100km,紧凑型车中,去年上市的凌派车主油耗是 4.76L/100km,仅次于卡罗拉和雷凌。车主油耗相对工信部油耗大约要高 15-30%。
所以 DM-i 的实车油耗能否达到宣传值,车主实际的油耗究竟如何?有待上市后的大样本验证。
最后,不管是比亚迪 DM-i,长城柠檬 DHT,还是上汽 EDU 系统,这些混动系统的层出不穷,充分证明中国汽车工业逐渐强大。
回看十年前根本是难以想象的,这正是几代汽车人不断努力的成果,如今国内的混动系统在性能、经济性、成本等方面并不比国外相关产品的差,甚至超越国外同类产品。