当前位置 爱咖号首页 比亚迪DM-i车型不充电油耗仅3.8升!看似厉害,背后原理如

比亚迪DM-i车型不充电油耗仅3.8升!看似厉害,背后原理如

汽车葫芦圈 12浏览 2020-12-25 IP属地: 未知

在中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中,明确提出未来15年传统汽车要全面“混动化”。即到2035年,在仍占市场一半份额的非新能源纯电动车型中,混合动力将成为其中的主导力量;或者也可以理解为到2035年,现有燃油车型将全部退出市场,而其原有市场份额将由HEV轻混和PHEV插电式混合动力车型完全填补。

但是目标很宏伟,现实却很骨感。因为混合动力的综合门槛其实并不低,这直接导致了多数车企在新技术上的推进速度并不理想;尤其是PHEV混动技术,目前的绝大多数PHEV车型在没有充电条件的场景下使用时,馈电油耗甚至比传统燃油版本还要高;而即便是以绝对省油著称的HEV,目前全球车企也基本进入了技术发展瓶颈期——4.0L/100km的指标已经成为一个难以突破的关卡。例如,在12月15日长城汽车最新发布的“柠檬混动DHT”技术中,其采用HEV动力的A级SUV车型综合油耗为4.6L/100km。就这,都已经是超越不少合资车型的表现。

当然,有普遍一致性存在的时候,就一定也会有特殊的个例,比亚迪就是其中最具代表性的车企之一。

根据目前已经发布和工信部申报新车型的数据来看,比亚迪将在2021年上市一批采用全新DM-i技术的PHEV插电式混合动力车型,其中轿车上将实现不充电3.8L/100km的惊人低油耗,而即便是A级SUV的宋PRO,不充电的油耗也仅有4.4升,甚至比上文长城最新的HEV混动A级SUV还低0.2升。

那么,比亚迪这个从指标上看起来很厉害的新技术,背后到底会有多复杂呢?

答案可能会出乎您的意料,DM-i技术原理上真的很简单,其最主要的革新之处是“逻辑与理念”——因为如今比亚迪已经做到的,别的厂家甚至都没有想到。

技术架构:原理极其简单

在目前HEV混动系统中,像是丰田的THS和本田的i-MMD都是公认的节油率非常出色的,尤其是本田的i-MMD,其独特的工作逻辑,使得整套混动系统无论是低速拥堵还是高速行驶,都能保持整个系统的高效率:因为内燃机避开了起步时低效率的工作区间,转而由高效率的电机驱动,而在转入中高速匀速行驶的内燃机高效区间后,又由内燃机直接驱动,进而避开电动机的低效区间。

毫无疑问,将发动机运转与行驶驱动解耦、并且合理分配内燃机与电动机的工作区间是混动节能最核心的地方;而如果想要继续实现突破性的混动节能指标,必然要在这一路径上深入发展。

而根据这张比亚迪DM-i的图片来看,比亚迪也确实是这么做的:通过集成发电电机与驱动电机的横置ECVT变速箱融合并协调动力。

不过因为DM-i的新车尚未上市,量产车的实际电机功率会有多大目前还无法预测,也无法知晓具体的工况标定;但是我们已经知道不同于上文的THS和i-MMD,比亚迪的DM-i是定位于PHEV插电式混合动力的,能以纯电动模式满足至少50公里的全工况所需,所以其驱动电机的功率标准应该不会低,保底几十匹应该是有的。

此外,在具体的结构示意图上,我们还能发现这套系统的BSG与发动机的耦合工作逻辑,是对比其他混动系统工作逻辑上的绝对亮点!虽然DM-i还是发动机+BSG+混动变速箱,但其运行的原理与我们目前常见的MHEV轻混完全不同,因为MHEV轻混车辆的小功率BSG最多只能在起步加速阶段辅助输出动力,并带动引擎到达怠速转速,以达到降低内燃机运行负荷(节油)的目的。

但是在比亚迪的这套耦合系统上,BSG却能够做到将混动专用引擎直接拉到更高的经济转速之后再点火,完全避开内燃机运转的低效区间。而通过放大BSG电机的功率,并引入集成驱动电机的ECVT变速箱,这一点上比亚迪的DM-i做到了绝对创新。

而理念与逻辑创新的第二点,是提高整个系统的综合热效率。因为我们知道损耗内燃机功率的不仅仅是进排气以及冷却损耗,与发动机曲轴连接的压缩机以及各种“泵”其实都在损耗曲轴的转矩(扭矩),泵系的存在必然会降低车辆的综合热效率,升高正常行驶时的油耗。

而普通的燃油汽车以及ECVT的HEV混动汽车,其内燃机仍旧是有这些缺点的,包括丰田本田之流;但是在比亚迪DM-i系统的新车上,我们看见骁云1.5L自然吸气发动机直接取消了泵系,因为是PHEV插电式混动车型,所以有足够的电量与电压来支持各种附件的运转。不论是压缩机还是水泵,DM-i全数采用电力驱动,这就能有效地降低油耗。

创新理念带来全新技术亮点

要支撑DM-i一系列的创新逻辑与理念,一定也需要相关的技术革新。而在DM-i系统中,唯一消耗燃油的1.5L骁云混动专用发动机,就是新技术的集大成者。

在数据上,DM-i的这台骁云1.5L混动专用发动机热效率高达43%,这是目前量产阿特金森-米勒循环发动机中最高热效率之一;而且这台发动机的理想输出功率范围在2000/3000rpm的区间内,作为辅助动力元使用时,这一区间能在满足BSG电机发电的基础上,还能兼具不错的高速巡航动力输出表现。
当然,为了实现43%的热效率,除了有上文已经提及的“取消泵系”之外,这台机器的压缩比还被提高到了15.5:1,几乎已经与业界闻名的马自达压燃技术处于同一水准线之上。
此外,这台引擎还具备EGR废气再循环系统;其工作原理是将燃烧产生的小部分废气重新送入到进气歧管内部,与混合油气二度混合后再次进行燃烧。而通过EGR,就能提前加热混合油气、辅助压缩冲程,并且利用尾气中的大量氮气和CO2降低燃烧时的热能损耗,实现整机更高效的燃烧。

并且为了实现对43%热效率之外剩余热能的高效利用,比亚迪在此前公布的内容中还提到了“双节温器”系统,即保留传统石蜡节温器在缸体部分,同时增加电子节温器在缸盖部分。

因为我们知道内燃机不论最大热效率有多高,但其在冷启动阶段无论如何是做不到理论值的;因为热能会从高温物体传导至低温物体,这是热力学第二定律。所以冷启动发动机时的燃烧热能就会被机体,以及防冻冷却液大量吸收,结果就会造成此时扭矩的大量损耗,ECU不得不加大喷油量补偿动力,这就是油耗高的原因之一。

而采用双节温器并且将控制系统一分为三的设计就高明很多:冷启动时冷却系统不运行,机体升温效率会很高;低温运行时缸盖单独启动冷却,热能的损耗仍旧会很低;高温时缸盖缸体才会同时冷却,这种一分为三的冷却控制系统,在内燃机中也是独一份了——而且还能通过这种技术做到冷启动少量吸入低温空气,热车是少量吸入高温空气,实现最低的热能损耗。

写在最后

DM-i固然在节油方面表现不俗,但是新技术的成本如何目前还不得而知。而以绿牌的身份,比HEV更低的油耗,且明年上市后还能保持不错的价格竞争力的话,那这一批DM-i的比亚迪新车,估计会彻底重写PHEV市场的格局。

文章标签:
行业资讯
 
相关推荐
汽车葫芦圈 4.4万粉丝    3796作品 关注 中国新主流媒体汽车联盟核心成员发起。传递车界新知,新科技。
推荐作者
苑叔聊车 关注
资深的汽车编辑,阅车无数,有关于选车的问题找我就没错了。
汽车新说 关注
一个有关于汽车的漏网之语,正在一本正经的胡说八道。
予墨Auto 关注
跟我们一起慢慢懂车!
郑谊 关注
汽车行业分析师,汽车产业研究员
鳌拜Who驾 关注
一起和幽默的鳌拜,体验汽车的乐趣人生
车市八爷 关注
宁波最知名的汽车新闻主流媒体之一,爱卡分享一手新闻、新车、评测
二手车大智慧潘 关注
中国二手车自媒体联盟联合发起人,行业深度观察者。
来试车 关注
汽车视频自媒体 试驾评测 汽车工作的Vlog 每周持续更新
全部爱咖号