最近幾年,中國新能源汽車市場突飛猛進,特別是純電領域實現了“彎道超車”。另一邊,中國品牌也沒有忘記發(fā)展混合動力技術,雙電機混動系統(tǒng)開始大放異彩。在這之中,比亞迪DM-i算得上典型代表,其出眾效率甚至讓一些日系廠商感受到壓力。DM-i如何造就超低油耗?EHS電混系統(tǒng)無疑是關鍵。今天,就讓我們走進比亞迪總部,了解一下EHS電混系統(tǒng)背后的奧秘。
說起DM-i,不妨先來回顧下比亞迪混動技術的發(fā)展史。早在2008年,比亞迪便開始涉足混動領域,推出了旗下首款插混產品F3 DM。這款車采用DM 1.0技術,雙電機混動系統(tǒng)在當時非常領先。只可惜由于種種原因,F3 DM銷量略顯平淡,沒能讓DM品牌深入人心。隨后十余年間,比亞迪陸續(xù)推出了DM 2.0和DM 3.0,轉而采用P3混動架構,并且可以適配P4后橋電機。這兩代DM技術側重動力表現,贏得了不少消費者的關注,“紐北跑不過秦”一度成為網絡熱門段子。
早在2008年,比亞迪就推出了旗下首款DM量產車——F3 DM。該車的DM 1.0技術采用串并聯方案,機械結構非常集約,設計理念走在了行業(yè)前列。后續(xù)推出的DM 2.0和DM 3.0調整了技術路線,轉而強調動力性能。
隨著市場走向成熟,消費者的需求變得更加理智,低油耗成為混動的核心競爭力。憑借燃油經濟性優(yōu)勢,豐田THS和本田i-MMD在國內攻城略地,推動了雙電機混動的普及。在這一背景下,比亞迪再度祭出雙電機混動系統(tǒng),并將其命名為DM-i,其中“i”代表intelligent,指智慧、節(jié)能、高效。與此同時,強調性能的DM-p將得到保留,兩種混動方案瞄準不同的用戶群體。
DM-i是一套插電式混合動力系統(tǒng),由高效率發(fā)動機、EHS電混系統(tǒng)和混動專用刀片電池共同組成。DM-i采用P1+P3構型,整體理念與DM 1.0、本田i-MMD有些相似,是一種返璞歸真的混動方案——機械結構簡單,但很好地兼顧了動力性和經濟性。具體來看,EHS電混系統(tǒng)整合了兩臺電機、減速器和電控系統(tǒng),可被認為是一臺混動專屬變速箱。
之所以采用串并聯設計,主要是為了提升燃油經濟性。一臺電機與發(fā)動機曲軸鏈接,主要負責發(fā)電;另一臺電機連接減速器,負責向車輪提供動力。EHS的大邏輯是“削峰填谷”,低負載時儲存電能,高負載時再把電用掉,盡可能令發(fā)動機處于高效區(qū)間,從而提升熱能利用率,降低整體的油耗水平。
增程式電動車(亦稱為增程式混動)同樣采用P1+P3構型,是否可以與DM-i劃等號?答案是否定的。增程系統(tǒng)的發(fā)動機僅用來發(fā)電,只需要考慮很窄的工況區(qū)間;DM-i具備發(fā)動機直驅功能,需要匹配全工況發(fā)動機和直驅離合器,曲軸輸出端的扭矩能夠直接傳遞至減速器。
DM-i采用橫置布局,需要盡可能控制動力系統(tǒng)長度,以適配不同尺寸的車型。為了保證發(fā)動機平順性,氣缸數量(4缸/3缸)不能妥協(xié),因此EHS電混系統(tǒng)必須努力縮短軸向尺寸。EHS的兩臺電機采用異軸布置,將徑向空間充分利用起來,節(jié)約軸向空間。本田i-MMD功能與之相似,但雙電機采用同軸布置,動力系統(tǒng)相對更長一些。
EHS有三種驅動工況,分別為純電、串聯、并聯。純電工況下,發(fā)動機不介入工作,P3電機直接使用電驅動。串聯工況下,發(fā)動機啟動并通過P1電機發(fā)電,再由P3電機驅動車輪。并聯工況下,直驅離合器閉合,發(fā)動機與P3電機同時參與驅動。通常來說,只有負載較大的情況下,控制系統(tǒng)才會允許發(fā)動機直驅。
過去十余年間,電驅動技術取得了長足發(fā)展,電池和電機性能提升顯著。EHS內部的兩臺電機均采用扁線繞組,并應用了油冷技術,用來提升散熱效率。電機最高效率達97.5%,效率超過90%的工況占比為90.3%,功率密度則達到了44.3kW/L。電機峰值轉速為16000rpm,比DM 1.0時代的6000rpm高了許多。
EHS的電控系統(tǒng)也作出了重要貢獻。這套電控系統(tǒng)由比亞迪自研,采用IGBT 4.0技術,電控綜合效率高達98.5%,功率密度則達到了21kW/L。
EHS電動系統(tǒng)現有3種型號,分別為EHS132、EHS145和EHS160,其中數字代表驅動電機的最大功率(kW)。EHS132和EHS145與1.5L發(fā)動機匹配,應用于秦PLUS(參數|詢價) DM-i、宋PLUS DM-i(參數|詢價);EHS160與1.5T發(fā)動機匹配,應用于唐DM(參數|詢價)-i以及即將推出的漢DM(參數|詢價)-i。
DM-i是一套插電混動(PHEV)系統(tǒng),動力電池容量較大,電機輸出功率充足,因此EHS策略是“以電為主”。即便在饋電條件下,EHS也能維持較高比例的純電驅動,動力響應、綜合效率非常出色。而在饋電高速行駛時,EHS可以頻繁采用并聯驅動,這是油電混動(HEV)很難做到的事情。
此前,愛卡汽車曾對秦PLUS DM-i進行油耗測試。在比較理想的工況下,該車的饋電油耗甚至不到3.0L/100km,比官方公布的3.8L/100km低出不少。此外,EHS電混系統(tǒng)的平順性達到了較高水平,駕駛者很難通過振動察覺發(fā)動機啟/停。
編輯點評:歷經多年自主研發(fā),中國品牌終于迎來蛻變,推出了更加高效的雙電機混動系統(tǒng)。在EHS電混系統(tǒng)的幫助下,比亞迪DM-i技術實現了非常出色的燃油經濟性,行駛品質也取得了實質性突破。更難得的是,比亞迪幾乎將整條混動產業(yè)鏈掌握在自己手中,成本控制很有優(yōu)勢。造老百姓買得起的好車,國貨離這一目標確實越來越近了。
來源:愛卡汽車
作者:胡劭顏
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