自2008年起,比亚迪公司便在F3DM车型上首次应用了其DM混动技术。在当时,这项技术以其创新性而著称,配备了两个电机,它们能够独立或协同工作,使车辆能够在纯电模式、增程模式和混动模式之间灵活切换。
到了2013年,比亚迪对这项技术进行了升级,推出了第二代DM混动技术。随后,在2018年,比亚迪进一步推出了第三代DM混动技术,该技术采用了多速DCT,即多速双离合器变速箱,显著提升了汽车换挡的平顺性。
时间推进至2021年,比亚迪发布了第四代DM混动技术。这一代技术配备了高效率的发动机,并集成了EHS电混系统与大容量电池,其混动策略主要侧重于电力驱动,发动机则作为辅助动力源。这种设计显著降低了汽车的油耗。
因此,第四代DM混动技术的推出,迅速提升了比亚迪在新能源领域的知名度和影响力,使其成为该行业的领先企业。
不过,随着第五代DM技术的问世,比亚迪又创造了一项工业奇迹,因为这项技术创造了一个全新的低油耗时代。
尽管这项技术的奇迹般成就尚未得到充分的阐释,但今天我们将借助比亚迪举办的第五代DM技术解析会,深入探讨并阐释其背后的创新原理和卓越性能。
时间回到今年的5月底,比亚迪两款重磅新车秦L DM-i和海豹06DM-i正式上市,而在此之前,坊间就流传出了关于这两台车将要搭载比亚迪全新的第五代DM技术,并能拥有综合续航2100公里、亏电油耗低至百公里2.9升的“恐怖”成绩,而这无疑造就了一个新的时代。
但是,它是如何做到呢?
大致来讲,要想让混合动力车更省油,关键是要让发动机在工作时保持在最省油的状态,同时,还得好好管理车辆的混合动力系统,特别是要懂得怎么更好地用电动机来减少对汽油的需要。
简单来说,就是让车在合适的时候多用电,少烧油。
比亚迪的第五代DM技术,就是他们用来让汽车跑得更远,同时油耗更低的秘密武器。如果从技术方面来看,主要从几个方面来做了提升。
首先,他们把汽车里面最重要的零件都更新换代了,让它们更高效。其次,对汽车的软件控制系统做了优化,让汽车在不同情况下都能做出最合适的决策。
最后,还采用了全温域整车热管理技术,确保汽车在各种天气条件下都能保持最佳状态。
我们细致来讲。
比亚迪的第五代DM技术最主要的特点就是"以电为主动力架构",听起来就像是把电能当作主要的驱动力,而最新的迭代就在于这三个关键部件:
专门设计的插电混合动力发动机、EHS电混系统和专用的刀片电池,这些都是混合动力系统的核心部分。
不仅如此,他们还用一种新型的12V磷酸铁锂小电池取代了老式的铅酸蓄电池,这可是个创新之举。
先从1.5升插电混合动力专用发动机来看。
它的最大功率能达到74千瓦,最大扭矩是126牛米。而且,它的热效率已经超过了46.06%,在量产发动机中算是顶尖水平了,这一点还得到了中汽研的权威认证。
热效率是什么?为什么它越高越好呢?
咱打个比方,想象一下,你有两口锅,一口锅的保温效果特别好,另一口锅的保温效果一般。你用同样的火来烧这两口锅,保温效果好的那口锅,水很快就烧开了,而且用的时间和燃料都比另一口锅少。这就好比发动机的热效率。
热效率高的发动机,就像是那口保温效果好的锅,它能把更多的燃料能量转换成动力,而不是变成热量散失掉。
换句话说,就是它能把燃料烧得更“干净”,让每一滴油都尽可能多地转换成推动汽车前进的力量,而不是白白浪费掉。
按照技术上来说,发动机的任务是把燃料里的能量变成汽车的动力。但这个搬运过程中,不是所有的能量都能顺利到达目的地,有些能量在搬运过程中会“溜走”或者“浪费”。
首先,发动机在烧燃料的时候会产生很多热量,但不是所有的热量都能用来推车。其中一些热量就像夏天的空调外机一样,通过发动机的外壳散到空气中去了,或者被冷却系统带走了。
然后,发动机里面的部件,比如活塞和曲轴,它们得不停地动来动去。动的时候会产生摩擦,就像你用砂纸磨东西一样,摩擦会产生热量,这部分能量也就浪费了。再有,发动机在吸气和排气的时候,得克服空气流动的阻力,就像你用吸管吸饮料,得用力一样。这个过程中也会消耗一些能量。
不仅如此,有时候燃料和空气混合得不够好,燃烧就不完全,就像没煮熟的饭,吃下去也不顶饿,这样就会有部分能量没有被利用。另外,燃烧后的废气排出去的时候,还会带走一部分能量,就像你吹气球,放气的时候气球里的空气就跑了。
最后,发动机还得带动一些附件,比如水泵、油泵这些,它们在工作的时候也会消耗一些能量,就像你用手机,除了打电话,还得给屏幕和各种传感器供电一样。
所以,发动机的热效率就是看它能把多少燃料能量转换成有用的动力。
那些没有转换成动力,会以各种形式浪费掉的能量,就是损耗。因此热效率越高,意味着发动机在燃烧燃料时浪费的能量越少,转换成动力的能量越多,这样自然就能更省油。就像是你用更少的燃料,却能烧开更多的水,效率杠杠的。
那么,第五代DM技术这款发动机的高热效率是怎么来的呢?一共有七步。
第一,它有一个16:1的超高压缩比,这就好比是让燃料在发动机里挤得更紧,燃烧得更彻底,这样一来,能量损失就少了。
第二,其采用了高滚流气道设计,就像是给混合气体来个大搅拌,让它们混合得更均匀,燃烧起来也就更迅速。
第三,采用了高能点火系统,就像是给点火加了个加速器,减少了点火的等待时间,让燃烧过程更加稳定。
第四,采用了智能电喷系统,它能聪明地计算出什么时候喷油最合适,喷多少油,让燃烧效率达到最高。
第五,在催化器前面取废气,这就像是给废气加了个助推器,提高了气体的可燃性,让燃烧更猛烈。
第六,采用智能分体冷却技术,就像是给发动机的缸盖和缸体分别装了个智能空调,它们可以根据自己的需要来调节温度,这样既节能又高效。
最后第七,则采用了变排量机油泵,它可以根据发动机的需要来调整供油量,既能快速降温,又能提高效率,还能节省润滑油。
要知道,提高发动机的热效率,这事儿可真不是一般的难。
想当年,德国人奥托搞出了世界上第一台四冲程内燃机,那热效率才14%。时间一晃一百年过去了,行业还在40%左右徘徊。而当年,丰田曾经推出了热效率能达到41%的发动机,让其吹嘘二十多年了。如今,比亚迪的发动机热效率能达到46%,这个成绩足以见证其含金量。
再说第二个关键点,就是全新的EHS电混系统了。
可以说,比亚迪的EHS电混系统在第四代和第五代DM技术中都扮演了核心角色,但它们之间存在一些关键的区别。
我们知道,第四代DM技术的EHS电混系统已经具备了先进的技术特点,例如采用七合一高度集成化设计,包括双电机、双电控、直驱离合器、单档减速器和油冷系统,能够实现EV/串联/并联/直驱等多种驱动模式,提升了整车的能效和性能 。
然而,第五代DM技术的EHS电混系统在原有基础上进行了显著的升级和优化。
首先,EHS120系统能提供120千瓦的最大功率,210牛顿米的最大扭矩;EHS160系统更厉害,最大功率能达到160千瓦,最大扭矩有260牛顿米。
并且新一代的驱动电机体积更小,尤其是长度上缩短了不少,但EHS电驱系统的工作效率却从87.6%提升到了92%,功率密度也从每升65千瓦提升到了75千瓦,这主要是因为电机的转速提高了。老款电机的最高转速是每分钟16000转,新款电机能达到每分钟18000转,转速高了,在相同的扭矩下,输出的功率也就更大了。
不过,转速一高,电机发热量也会增加,所以新款电机外面加了电子油泵,和机械泵一起工作,智能控制油量来冷却电机。
并且,电机还用了超薄的硅钢片和分段磁钢设计,减少了磁力的损失,提高了工作效率,同时也降低了噪音。所以,搭载了第五代DM技术的车型在日常开的时候,电机的噪音和振动控制得更好。
除此之外,其还采用了“球+柱”轴承、高效离合器、低粘度润滑油等一系列新技术,所以来看,第五代DM技术的EHS电混系统相较于第四代,在效率和功率密度上都有了显著提升,并通过一系列技术创新和材料优化,进一步降低了能量损耗,提高了整车的性能和燃油经济性 。
不过值得一提的是,在新车上市之前,网络上有流传比亚迪申请的专利,称新一代DM技术将会采用丰田同款的“行星齿轮”,不过从实际来看,其实新一代动力架构依旧延续第四代所采用单挡变速器。
之后就是其采用的专为混合动力车设计的高效能电池。
汽车的档次和价格很大程度上取决于车内空间的大小。但是,双模车型,也就是既能烧油又能用电的车,因为要装两套系统,对空间的要求就更高了,简直就是空间的黄金。
以前混合动力车要想装下大电池,就得在舒适度、安全、电池寿命、能跑多远、动力和外观等方面做出一些牺牲。
如果用能量密度高的三元电池,可能安全和寿命就没那么好了。而用磷酸铁锂电池,虽然安全、寿命长,但因为体积和重量大,就会影响车的续航、底盘高度、车内空间和外观。
电池包放哪儿也是个难题:如果占用乘客空间,坐着就不舒服;如果牺牲底盘高度,电池就容易受损,不安全;如果为了保证空间和底盘高度,车就得造得高,外观就不好看;如果减小电池体积和电量,车的性能和续航就会下降。而这就导致一些双平台车型在舒适度、安全、寿命、续航、动力、外观等方面不得不做出妥协,结果就是舒适性大打折扣。
但比亚迪不想做选择题,设计之处就计划全都兼顾。于是,他们研发出了DM-i超级混动专用刀片电池。
比亚迪认为,电池包体积控制不好,主要是因为内部空间没有充分利用。市面上的混合动力车电池包,空间利用率才30%左右,这在私家车上简直就是浪费。
比亚迪的DM-i超级混动专用刀片电池采用了行业先进的技术,提高了电池包的空间利用率,解决了这个问题。
一般来讲,普通的电池包是由许多小电池组成的大模块,再把这些模块拼成一个大电池包,这些模块本身、它们之间的空隙和连接线占用了很多空间。所以比亚迪的刀片电池包采用了无模块设计,省去了这些中间环节,进一步提高了空间利用率。
因此,基于比亚迪的高电压刀片电池技术和无模组技术,他们打造的DM-i超级混动专用功率型刀片电池包具有超高的利用率。与市场其他产品相比,利用率提升了100%,达到了60%以上,电池包的高度也降低了大约40%。
可到了第五代DM技术,比亚迪采用了全新的刀片电池,在技术方面又取得了新的突破。
在电池这块,第五代DM技术用的是新升级的专用刀片电池,结构上做了优化,新电池的容量有两种,分别是10.08千瓦时和15.87千瓦时。还配上了一个12伏的磷酸铁锂启动电池,这个电池比老式的铅酸电池轻,充放电性能好,寿命也长,而且没有铅,对环境更友好。电池的能量密度比上一代提高了15.9%,放电速度快了33%,能量回收的效率也提升了20.3%,用的时候能感觉到电池的功率和回收能量都更强了。
说到充电和放电,第五代DM技术也有改进,慢充从3.3千瓦提升到了6.6千瓦,充电时间减少了60%。快充从电量30%充到80%只需要21分钟,比以前快了36%。对外放电的能力也从3.3千瓦提升到了6千瓦,放电的功率更大了。
不仅如此,电池热管理系统升级是第五代DM技术的一大亮点。在之前的技术里,刀片电池已经用上了直冷技术,这不仅能保证电池工作的高效率,还能减少能量消耗。现在,第五代技术又带来了第二代电池直冷系统,这个新系统能让电池内部的温度差更小,进一步降低能量消耗。
这个第二代直冷系统,通过让冷却液直接和电池接触,可以迅速进行热量交换。而且,冷却板的设计也从T型改成了S型,这样冷却液流动的面积更大,冷却更均匀。官方说,电池内部的温度差可以控制在1℃以内,这样就能减少电池内部电芯因为温差大而产生的问题。
新能源汽车在冷天里,性能有时会下降。第五代DM技术采用了全新的第二代全场景脉冲自加热技术,利用电控和BDC(电池直流转换器)来提高升温速度。以前的脉冲自加热只有在充电时才能用,但现在,无论是开车还是停车,都能用这个技术来加热。
前机舱的热管理系统能让车辆在极端环境下也能保持低油耗。座舱的热管理技术则能让车内温度控制得更快,这样无论是极热还是极冷的天气,乘客都能享受到更舒适的乘车体验。
举个例子,夏天从55℃降到26℃只需要12分钟,冬天从-20℃升到20℃也只需要9分钟。这些技术还能在高温下制冷节能0.13升/每百公里,在低温下制热节能0.07升/每百公里,确保了车辆在不同气候条件下都能节能,同时保持乘坐的舒适度。
第五代DM技术在汽车的电子电气架构上做了一些升级。就像我们把多个小工具组合成一个多功能工具一样,这项技术把原本分开的几个部件合并成了一个更高效的部件,从之前的"四合一"升级到了"七合一"。
而这意味着它把七个不同的功能集成到了一个部件里,包括了车辆控制单元VCU、两个电控系统、升压DC、OBC(车载充电器)、DCDC(直流转换器)、PDU(电源分配单元)。这样的集成让部件的功率密度提高了,比之前提升了18.3%。
在秦L DM-i这款车上,比亚迪还首次使用了芯片集成技术。
这就像是把三个大脑合并成一个超级大脑,包括整车控制器VCU、电驱系统控制器MCU和发动机控制系统GCU。这种"三脑合一"的芯片架构,让芯片的计算能力提升了146%,也就是说,算力几乎翻了一倍半。这不仅提高了整车的集成度,也就是各个部件的协同工作能力,还提升了整车的性能。
所以简单概括,就是让汽车的"大脑"更聪明,反应更快,工作效率更高。
在深入理解了第五代DM混动系统的技术优势之后,我有幸通过一次实车试驾体验,进一步验证了其性能表现。
尽管试驾行程仅约100公里,但路线设计巧妙,包括了城市道路与高速公路,从而全面模拟了日常驾驶可能遇到的各类路况。
试驾当天,秦L DM-i车型的电量不足,处于低电量状态。
在加满油并贴上封条后,我们正式启动了测试。
由于当天降雨,为确保视线清晰,我们全程开启了空调。这一条件也反映了日常驾驶中可能遇到的实际环境。
经过一系列长时间的试驾后,我们抵达终点并记录了相关数据。随后,车辆再次加满油,以便于计算油耗。
最终,我们发现这辆车仅消耗了2.5升油。根据行驶距离和油耗量,计算得出的百公里油耗为2.47升,相比其官方的标准还要少一些。
写在最后
比亚迪的第五代DM技术真是让人眼前一亮,它在硬件和软件上都做了大升级,让开车变得更爽,尤其是对那些混合动力车来说,续航和油耗都做得更棒了。特别是比亚迪的秦L DM-i在实际测试中油耗比官方说的还要低,每跑100公里才2.47升油,而且能一口气跑超2000公里绝对没有问题,这续航能力真是让人放心。
所以来看,这种技术的进步,让比亚迪在市场上越来越吃香。
数据上看,中国混合动力车的销量去年就涨了85%,而比亚迪的销量更是超过了360万辆,几乎每卖出两辆混合动力车,就有一辆是比亚迪的。放眼全球,每四辆混合动力车中就有三辆是中国品牌,这不仅说明比亚迪的技术得到了大家的认可,也给那些传统的燃油车品牌带来了不小的压力。
总的来说,比亚迪的这个新技术给新能源车市场带来了大变革,它的低油耗和长续航,肯定会吸引更多人来选择。