混動時代 自主品牌混動技術詳解(上)
最新一代比亞迪DM雙模系統根據不同的使用場景,分為DM-i和DM-p兩種技術路線。由于DM-p系統只是DM3.0系統的一種延續,DM-i超級混動是我們本次介紹的重點。
沒有高效率的發動機,再好的混合動力系統,也是爛泥扶不上墻,畢竟提高熱效率是插電式混合動力專用發動機的首要任務。比亞迪深諳這個道理,所以比亞迪這套DM-i超級混動系統最引人注目的莫過于秦PLUS DM-i搭載的驍云-插混專用1.5L高效發動機,而這臺發動機竟然能做到了43.04%的熱效率。
這臺驍云-插混專用1.5L高效發動機,利用了阿特金森循環技術,讓燃效提升12%、油耗整體降低了15%。官方稱全新的動力總成還根據城市頻繁啟停的用車工況,改進了低轉扭矩輸出,讓其達到最高扭矩的起始轉速相對于上代產品下降100轉/分鐘,更適合國內用戶經常走走停停的實際出行場景。
與發動機匹配的是E-CVT無級變速變速箱,最高傳動效率為95%,能夠進一步降低油耗水平,官方稱與驍云-插混專用1.5L高效發動機匹配顯著提升整車的NVH表現,噪聲值比同級別合資產品低2-4dB。比亞迪DM-i超級混動四大控制模式日常使用以電驅動為主,發動機高效發電,適時輔助驅動,全工況超高效率。通過控制系統智能切換能量模式,可以讓發動機和驅動電機全工況下維持在高效區間運行。
除了電機、發動機,比亞迪還對動力電池“動手”,就是最新研發的全新一代磷酸鐵鋰“刀片電池”。刀片電池代表的是一種新的電池結構,其意義就在于通過改變電池結構的方式提高了電池的體積利用率。
將比亞迪漢的電池包拆解開來,我們可以得到一堆長度1米,寬度10厘米,厚度不到2厘米的電池單體,這些電池單體緊密排在一起,就像“刀片”一樣插進電池包,薄如刀片的磷酸鐵鋰電池組合起來就能起到提升電池包整體結構強度的作用。經過優化后的熱管理系統,可以保證刀片電池包在-35℃的極端低溫環境下仍能夠保持在最佳工作狀態。
其實比亞迪DM-i與本田的MM-i在邏輯上是非常相似的,都是P1+P3電機布局,采用雙電機插混架構。但從架構布局來說,DM-i超級混動采用平行軸布置,軸向尺寸更小,更利于整車布置;而本田的i-MMD系統采用同軸式布置,軸向尺寸大,同時限制了電機尺寸。更大的電機性能可以做的更高,可拓展能力更強,而由于iMMD電機尺寸受限,使得iMMD的電機性能弱于比亞迪DM-i超級混動的電機性能。
其次,雖然都是采用扁線電機,DM-i超級混動電機最高轉速為16000rpm,具備目前世界已知量產電機中的領先水平。而iMMD電機最高轉速只有13000rpm。所以相比之下,比亞迪的電機恒功率區更長,后備功率更足,加速感更好,爬坡能力也更強。
而高轉速勢必會造成更高的發熱問題,目前行業內的電機主要還是使用水冷降溫,需要熱交換不能直接接觸熱源。雖然DM-i超級混動和iMMD同時采用油冷技術,可以直接冷卻熱源,散熱能力增強。但是iMMD電機只能通過內部噴淋油冷定子,而比亞迪DM-i超級混動電機既能內部噴淋定子又能轉子甩油冷卻,內外皆可冷卻效果更好。
重要的是,比亞迪的驍云-插混專用1.5L高效發動機,最高熱效率43.04%,獲得了中國汽車技術研究中心的認證,是目前全球量產發動機的“珠穆朗瑪峰”。而iMMD發動機最高熱效率僅為40.5%,要知道發動機熱效率每提高1%都很難突破。還有,DM-i超級混動搭載了3.3KW和6.6KW交流充電,且長里程版還搭載了大功率直流快充,可實現30分鐘充電80%,而這項功能是也是iMMD不具備的。
另外,相對于iMMD,DM-i超級混動的節能表現更驚艷,可實現虧電油耗3.8L/100km,僅為燃油車油耗的一半。當車輛虧電時,在市區路況下,以EV行駛為主,81%的工況發動機熄火停機;18%的工況發動機處于高效區串聯行駛;這樣99%的工況下是用電機進行驅動,無限接近純電般的駕乘體驗。整體來看,DM-i超級混動不僅相對于iMMD具備技術優勢,而且真正實現了以電為主,確實符合其“燃油車顛覆者”的定位。
而吉利汽車也在近年發布了全新模塊化智能混動平臺——雷神智擎 Hi · X。其作為模塊化的混動平臺,包含有兩款混動專用發動機、兩款混動專用變速箱,能夠覆蓋吉利星瑞、星越S、星越L以及領克家族。
以DHE15(1.5TD)發動機為例,該發動機作為首款量產增壓直噴混動專用發動機,采用了360bar高壓直噴、低壓EGR廢氣再循環、增壓中冷器以及米勒循環方式等技術。
讓該發動機可輸出最大功率為110kW,峰值扭矩達到了225N·m,發動機的熱效率更是達到了43.32%,同時指示熱效率達到了52.5%,一度超過比亞迪曉云-插混專用 1.5L 發動機43.04%的熱效率。
吉利同樣也采用了全新的混動專用變速器——DHT Pro。該混動專用變速器將雙電機、變速器、電控制器等6合1高度集成,重量僅120kg,最大輸出扭矩達到4920N·m,扭質比41N·m/kg。
其中P1發電機與發動機相連,并且相比于BSG電機的功率更大,能夠兼顧啟停、發電等功能。而與比亞迪DM-i有所不同的是采用了P2驅動電機,這也意味著當發動機直驅時都必須通過變速器的參與,選擇合適的速比后驅動車輛。
但是變速器采用了3擋的布局,它集成了換擋機構和雙行星齒輪組,使發動機處于高效工作區的機會更多,與奇瑞的鯤鵬DHT的原理相似,而檸檬DHT只采用了兩擋的變速裝置。
此外,吉利的混動系統還支持車速20km/h以上,系統就能進入并聯模式,利用發動機的高效區間避免能量的損失,并且能夠借助三擋變速器,在高速超車時釋放60%的儲備能量。而比亞迪DM-i車速需達到65km/h以上才能進入并聯模式,檸檬混動DHT 則是在車速達到35km/h 以上進入并聯模式。
據悉,吉利這套雷神智擎Hi·X的節油率可達40%,油耗則能低至3.6L/100km,并且同樣實現了純電、串聯和并聯模式,未來也將推出四驅車型。電池部分,吉利DHE15+DHT Pro混動系統搭載了容量約為1.8kWh的三元鋰電池組,并將電池組放置在座椅中間的通道內,增加了空間的利用率。
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