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比亚迪DM技术大革新,2100公里续航成就揭秘

深度解析一下,比亚迪第五代DM技术综合续航2100公里。


2021年比亚迪发布的第四代DM技术,实际上已经相当不错了,发动机43.04%的热效率在发动机停滞的今天,已然是第一梯队,且整车油耗击破4L以后,到了3.8L,已经是大家常规意思上的“业内前沿”了。

但第五代DM还是来了,而且带来了2.9L这个数字。


如何做到的呢?

这个系统实际上应该说是“全方位的提升”---听起来很空泛,但不难理解:任何单一的技术细节,都无法造成显著的成绩提升,到了这个时候,必须是审视“每一个细节”,在所有环节都做到极致,才能在宏观上体现出跨越式的提升,这对于“高屋建瓴”的思维和全局视角要求是极高的。

于是,发动机,电池,电机,电控都发生了对应的变化。


这代技术让我觉得最有趣的第一件事在于,当我们说混动是“把常规动力的研发成本,让渡给三电”的时候,比亚迪拿出了发动机---大家已经很久没有听到这个东西了对吧?事实上今天说发动机,和当年说发动机完全不是一个意思。

当年说发动机是因为当年发动机是心脏,今天发动机充其量只能是“左心房”。包括今天主流的几台增程车型,其发动机实际上是燃油时代的作品,要让它们来适配“混动”,多少有种鞋子不合脚的问题。


在比亚迪DM构型为代表的插混技术里头,非常讲究Dedicated Hybrid,混动专用发动机DHE就是其中的一个课题。DHE在混动构型下的开发思路非常粗暴:“成本用在刀刃上,难以提升热效率的前提下,要做好三电,发动机尽量降本”,这会带来一个问题,发动机无法通过附件、外围系统来降低机械损失。

但是DHE要讲究热效率呀!这是燃油真正的源头。但为什么合资品牌基本上从热效率42%开始,基本上都停止研发了呢?因为从42%起步往后,每一步,都有很大的代价。


例如EGR,回收尾气进入气缸,通过惰性气体降低缸内温度,从而抑制爆震,在汽油机上是非常典型的节油技术,但是这一套系统少说七八百块成本在里头。而且在向上突破的过程里,形态从高压EGR变成了低压EGR,会随之带来冷凝、腐蚀、响应性不足等多种问题。


又贵又难吃。


第五代DM技术,直接抛出了46.06%---这才是事实上当晚最恐怖的数据。


用3件事来解释这个数据的恐怖之处。

1. 从热效率在34%左右开始,国际汽油机的热效率提升,一代大概是2-3%,但发动机的开发周期,一代基本上要历经4-5年,也就是说平均一年不到1%。而比亚迪抛出43%是2021年,2024年拿出了46.06%,只能说这是“中国速度”了。

2. 目前全球喊出发动机热效率达到46%以上的,不出三家,而在量产车型上完成实装并且马上上市的,只有比亚迪。

3. 46%要更进一步,必须用预燃室等极其苛刻的燃烧技术,成本、可靠性都有极大问题,它和可变压缩比技术一样理想而又美好,但往往束之高阁。也就是说,46%可能就是能够实际量产的最优解了,除非更换为氢能源燃料,否则我们也许很难看到更好的机器了。

46.06%的亮相,我认为是在燃烧上取得了一定的突破,且一定程度上解决了EGR的问题,另外由于规模效应的存在,三电的成本下来了,于是返璞归真了,可以在发动机上可以适当放开成本做一些工作,最终得到了这个数据。


也就是这台46.06%,直接奠定了2.9L百公里亏电油耗的基础。可以说,今天大家咬咬牙要进入3L都不是问题,但是要跨越进入2L时代,没有这个46.06%,不太行。

另外,偏偏“本来效率就不低的三电”,也没有落下:电机效率最高97.7%,最高传动效率98.5%。以及整车的控制模块VCU,发电模块BDC,PDU、OBC、DC/DC、驱动模块等等,在动力域上完成七合一的全部集成,电控的效率98.9%

你说这种高到天花板的效率说了有啥意思?

另一件我觉得有趣的事情在于,超越于“动力总成视角”的“整车视角”。

前一段时间刚好讲过了比亚迪的“整车智能”,实际上就是前面提到的“整车视角”,尽管表面上大家做的工作差不多,但是有没有这样的“视角”,在结果上往往容易出现降维打击式的差异。

于是相比于整车智能的概念,我认为第五代DM技术也可以说是“整车节能”。

除了动力总成以外,风阻和整车热管理上也做了很多工作---公告油耗,是工信部用来统一口径的客观说法,但是大家在经常在讨论说“真实油耗”在实际场景里的差异,本质上就在于自己怎么用,而空调不论在夏天、冬天,都是引起这个差异的关键之一。

发布会上展示的多次测评,甚至做到比公告油耗更低,我看到许多人在问“空调打开了没有,是怎么开的”,都指向这个话题---也许空调的节能对循环油耗没有太多帮助,但是否做好这件事,才是决定你真实体验的存在。

以及,空调在插混车型上的意义,还不仅是“乘员舱”而已。

锂电池充放电的过程,本质上是锂离子的可逆变化,它不断地跑出房子外面,又跑回到房子里面,对电池来说,最佳的工作温度是在20-30℃的区间。高于或者低于这个温度,都会对它进进出出的过程产生影响,要么导致过热,最终引起自燃,或者锂离子被“抓住了”,再也无法跑来跑去参与循环,从而导致容量下降。

环境温度高于30℃的时候怎么办呢?常规的液冷系统,水温最低也是和环境温度持平的---于是你想到的,用空调冷媒给电池冷却。

环境温度过低怎么办呢?需要通过种种方式给电池加热,而如果用冷媒直接加热电池是非常难以控制的事情,因而过去围绕在电池周边的,是水。

液冷技术系统设计简单,均温性较好,也容易控制,但实际上能量转化路径是比较长的---它只不过是一个媒介,冷却的时候电池的热量传递给水,水给冷媒,冷媒再给空气;加热的时候外部热源给到水,水传递给电池。

你能知道这种长而又长的能量传递路径,指向了效率低。


而刀片电池,从2021年开始,用的就是冷媒直冷了---五代DM技术还在这基础上做了进一步升级,通过冷板的流道设计,均温性大幅改善,以及撇开了常规的“看传感器温度多少就做什么调整”的简易控制,基于传感器构建了一个比较完整的物理模型,对热管理内部系统的状态做了相对完整的复现。

简单说,就是你不仅仅在简单地根据女朋友的脸色做反馈了,而会开始根据她的每一个表情、每一句话,分析她今天遇到了什么,发生了什么事情,每一句话背后的意图是什么,最终针对性地,做一些事情,让她开心。

对应到热管理上,其实就是获得了主动调节换热量的能力---这一个环节就足足降低了34%的能耗。

另外在冬季的时候,新能源续航不行的原因除了电池活性不行以外,也有“花费巨大的热量去加热电池,同时加热乘员舱,额外消耗能量”的问题。而目前比亚迪是能够通过复用电控/BDC,脉冲高频电流激励来实现自加热,温升速度提升足有60%,一方面对PTC这种高能耗的加温模式依赖程度大大下降了,一方面,在低温环境下电池没准备好之前,实际上可以强化发动机直驱的意义。

包括乘员舱的体验,很多人觉得空调只是空调,实际上也不尽然---家里的空调尚且都有多级能耗的差异呢。在秦L海豹06车上,空调节能对百公里油耗的贡献也足有0.1L左右了。

构型、系统上的设计都属于“物理存在”,这些硬件上决定的是天赋的天花板,要挖掘天赋还涉及到软件控制上的策略。在过往的整车开发里,多个系统往往单打独斗,缺乏统一的调度,于是很容易出现子系统在需求上的矛盾,这个过程中能耗一定是存在浪费的。


例如说,发动机明明在工作,余热本来是要往外流走的,但是电池、空调的制热用上了PTC。它们之间如果能量能够流动起来,PTC的能耗是可以被抹除掉的。

第五代DM技术在控制上讲的就是这种多场景、多系统的特性协同控制,与权衡问题,要通过对用户意图的识别,在任何空间地域、温度范围、驾驶风格下,对整车功率、电压做智能调节。

看似简单?

其实这是典型的多输入、多输出模型,在这当中需要建立起内部多个参数之间的关系,每多一个参数,系统的复杂程度就多一个数量级,颇不容易。

但是就是在硬件、软件每一道“颇为不易”的协同下,最终才通往了百公里亏电油耗2.9L这样的结果---第五代DM技术,不是什么特别的“某个领域的重大突破”,而是一种体系技术。

方方面面都非常极致的体系技术。

如果你说它在未来能给业界带来什么影响,我觉得依然是三个层次的话题。比如说国家层面上的能源安全,不要觉得这个命题过于宏大,推进能源革命固然是人类历史必然的进程,但我们特地要加速这个进程,一定程度上是要在今天复杂的国际形势里,寻求独立自主的未来。

比如说行业发展,比亚迪在实现三电规模化以后,至少能起到两个引导作用。一个是全行业成本的下降,其他品牌在这当中会获得新的可能性,让原本不可能的事情变成可能。另一个是,其他品牌会在新能源市场风向出现变化的过程中,看到新的机遇,并决策踏入这条河流,如此,行业最终形成的合力,就能给国家层面上的意志进行支撑。


比如说用户利益。油耗到达2L时代,普通用户每年至少能节省数千块成本,如果是网约车司机,那就更多了,这是实打实的过日子问题。

如果你说,这些影响本质上和第三代、第四代DM技术发布时的情况大体上相似,那么……

不同的地方在于今天的社会背景已经出现了很大的变化:从秦PLUS喊出电比油低以后,新能源的反攻号角已经吹响了。首搭秦L、海豹06这样的中级车型,9.98W起步实际上是这种战争背景下的一种策略---第五代DM技术正在进一步助力新能源全面决胜燃油,把油电之间的战争推向高潮,加速燃油时代的终结。

换句话说,再买纯燃油车,已经过时了。


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