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回顾比亚迪的四代混动系统,看一看友商的平均水平

如果想要了解各类混动系统的特点,也许看过比亚迪的四代混动系统就能明白。

汽车是一家与同的厂商,在全行业都致力于内燃机和变速箱研发的阶段里,这家汽车厂商就开始搞电动汽车和插电混动汽车;时间节点可以回到2007年,在那一年里推出了F3这款轿车,同时讲出了要在2025年成为全球第一的目标。当年的说这句话可能没有人会相信,因为没有人看好电动和混动技术,更没有人看好这家年轻的汽车厂商;可是在2023年再看,似乎没有人会质疑这句话,因为已经成为全球产销量最大的汽车市场里汽车厂商销量冠军。

而且插电混动汽车的占比几乎达到半数,这就足以说明的技术优越性。

在这篇多年前的报道中提到了F6DM,不过这台车最终没有量产,这也是为数不多的战术失误;不过F3DM是量产交付的车,算得上是国产插电混动汽车的鼻祖。该车搭载的是第一代混动系统,这套系统被定义为“CVT”,但并不是一般理解的“无级变速器”;其本质其实就是E-CVT,是集成驱动电机、发电机和减速器的动力单元,并没有传统意义上的多挡变速器。

运行模式自然是混动和增程,由内燃机带动发电机运转,为动力电池组充电并为电动机供电,内燃机也可以参与驱动;这套系统其实和丰田本田的E-CVT概念相同, 不过的E-CVT是多年后才出现。

第二代混动系统-「DM2.0」

DM2.0和DM1.0的概念完全不同,DM1.0是一台主攻低能耗的是插混系统,是串并架构;DM2.0则是主攻高性能的插混系统,属于并联式混动系统。

这套系统不再使用E-CVT,内燃机也不是自然吸气的三缸机。

其采用的研发的缸内直喷1.5T四缸发动机,匹配6HDCT(混动专用变速器),配合P3架构的独立驱动电机;参考下图,这是不同电机布局位置的缩写,P3是在变速器末端的位置。

DM2.0具备多种运行模式,不过存在缺点。

  • EV,电动,可作为电动汽车代步通勤
  • HEV,油电混合,长途驾驶时或亏电状态使用
  • 内燃机驱动

DM2.0会亏电,这是不能否认的客观事实。

因为这套系统中没有DM1.0的发电机,在动力电池组容量足够的时候,切换到HEV模式则为内燃机和电动机同时发力,有了高效率的电动机的加持会让动力大幅提升;DM2.0的第一款车是秦DM,其加速性能可以达到5.9秒,这是当时直线加速能力几乎最强的前驱轿车。可是在长途驾驶时一旦达到电池组容量(SOC)的最低值,电动机就不能参与驱动了,车辆只能由内燃机驱动,动力只能依靠1.5T发动机,性能则会下降不少,但基于内燃机的不错表现,其耗油量还能稳定在6L/100km左右。

DM2.0的另一台车是唐,不过并不是后期采用“中国龙颜”设计语言的唐DM;该车也用DM2.0系统,但用的是“三擎四驱”平台,多出了高功率的后电机;于是这套系统就有了不一样的驾驶方式,方式为油电混合模式轻易不会亏电,除非激烈驾驶或跑山。因其油电混合模式里的前电机可以作为发电机,后电机和内燃机可作为动力单元,也就是从三擎四驱切换成双擎四驱;这对动力也会有点影响,不过整体水平依旧是同时期的标杆。

其实现在仍旧有不少品牌的车辆属于DM2.0的阶段,仍旧是没有发电机的,而且不具备唐的三擎四驱、前电机和发电机的转换功能。

第三代混动系统-「DM3.0」

这套系统的基础就是DM2.0,提升只有一点——BSG。

既然用前电机发电会影响动力,尤其是双擎的秦DM,那就给驱动系统增加一台发电机呗;于是就给发动机集成了一台“发电启动一体机”,也就是P0架构的BSG,功能顾名思义。

不过提升并不只不会亏电!注意重点,DM3.0多出了额定功率25千瓦的BSG之后就再也不存在亏电的概念了;在油电混合模式中的BSG可以在发动机的作用下一直给电动机充电,还能给动力电池组充电,也就是具备了“油电混合+增程发电”的双功能,其实与现在的DM-i没有功能上的区别。但是这台BSG电机的应用还带来了其他的提升,那就是高性能持续可用,以及平顺。

BSG配合6HDT可以在油电混合模式里帮助换挡,换挡顿挫是在换挡过程中出现的转速回落导致的短暂发动机制动;于是这套系统通过BSG在HDCT换挡时主动控制发动机的转速,实现换挡前后的转速几乎没有落差,这样就能实现平顺换挡了。

这套系统在正常油电混合模式中不会有换挡顿挫感,不过在忽然切换到油电混合模式又忽然加速时还是有可能出现顿挫的。

最后一个提升点则是发动机的“无感启动”,DM2.0启动发动机有明显的噪音和振动,DM3.0没有感受了;并且在ECO-HEV模式里能做到低速时的加速不启动,滑行时的自动熄火,感受很好。

第四代混动系统-「DM4.0」

这套混动系统其实又和DM3.0完全不同,不过和DM1.0的概念几乎一样。

DM-i又用回了E-CVT,是集成发电机和电动机的混动专用变速器,是没有前进挡的直驱,当然内燃机和驱动电机还能并联输出,所以才叫做串并架构。

用回这套系统有多个原因,其一是DM3.0的制造成本太高,其二是的三电技术和内燃机技术都已经今非昔比;DM-i使用的发动机是阿特金森循环的四缸机,最高热效率可达到43.02%,并且取消了会损耗动力的泵系机械结构,全部用电机带动运转。如果用这台发动机作为增程器的话,其能耗表现会非常好。

E-CVT有一个缺点,那就是没有变速器。

发动机和电动机都得依靠拉升转速提升动力,可是内燃式发动机的转速很低,高转速运行时的磨损、噪音和油耗都会很大;所以E-CVT的混动车基本都有高速区间噪音大和油耗高的缺点,DM1.0也不例外,但是DM-i解决了。

其解决方式并不是通过增加前进挡(比如2-3DHT)来控制高车速区间的发动机转速,而是通过直接控制转速;在时速八十公里以内不让内燃机参与驱动,发动机恒定转速用来发电,此时只要电动机在车速区间内的耗电量足够低,发动机也就不需要消耗太多燃油来发电;如果发动机的转速落点还能在最高热效率对应的范围内,那油耗就会非常低。

有意思的的是其转速落地就在最佳范围内。

不过DM-i是一套希望将插电混动汽车拉入普通家庭的系统,车辆的制造成本不能太高;所以也就无法使用过高标准的驱动电机,DM-i使用的电动机在高转速区间内还会进入高电耗的恒功率区间,此时如果还用增程模式就会费油。于是将超速八十动力以后的状态设定为油电混合,发电机还是按照最佳标准运行,发动机略微提升转速来辅助驱动(拉升车速);虽然内燃机的转速略有升高但仍旧在经济转速区间内,综合算下来的电耗还是足够低的。

所以DM-i通过了直驱串并架构实现了低能耗,并且以直驱的方式实现了比DM3.0更理想的平顺性;这就是四代混动系统各自的特点,目前看来DM-i最为理想,但要打造超高性能的车辆还得依靠DM3.0。可是以现在的三电技术也不再需要DM3.0,参考仰望U8,其搭载的超高销量的电动机组成的四擎平台能够做到在全限速区间内的低电耗,所以只需要一台高效率的增程器即可,第五代混动系统极大概率就是增程。

编辑:天和Auto-汽车科学岛

天和MCN发布,保留版权保护权利

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标签: 比亚迪 混动

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