隨著智能電動汽車的飛速增長,汽車產(chǎn)業(yè)也迎來了一輪新科技大爆發(fā)。
在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下,車企領(lǐng)導(dǎo)們整天拋概念,汽車工程師們長期996。然而,當(dāng)技術(shù)傳遞到汽車消費者這里,就只剩下了配置和功能了。
然而,由于軟件時代的技術(shù)越來越抽象,新技術(shù)迭代速度過快,導(dǎo)致不少普通汽車消費者或汽車發(fā)燒友雖然仍對汽車技術(shù)感興趣,但腦力仍倒在了極高的認(rèn)知門檻下。
百度有駕特推出《汽車科技論》欄目,為普通人“踏平”汽車技術(shù)認(rèn)知門檻。本文為欄目第11篇,帶大家揭秘插電式混合動力車型滿油滿電續(xù)航2100km+背后的奧秘。
5月底,比亞迪最新研發(fā)的第五代DM(Dual Model,雙模)技術(shù)正式發(fā)布,并首次應(yīng)用于全新秦L DM-i和海豹06 DM-i兩款插電式混合動力汽車(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)上。
值得注意的是,此次發(fā)布的第五代DM混動技術(shù)創(chuàng)下了三項全球之最:全球最高的發(fā)動機熱效率達(dá)到46.06%,全球最低的百公里虧電油耗僅為2.9升,以及擁有全球最長的2100公里綜合續(xù)航能力。
單說這些數(shù)字,您可能無法理解。直白點來說,2100公里的續(xù)航,基本可以一口氣從北京開到廣東,中途不用進一次加油站。
不只是比亞迪第五代DM技術(shù),長安汽車那邊以500bar高壓直噴藍(lán)鯨發(fā)動機為核心的新藍(lán)鯨混動也已經(jīng)登場,號稱油耗可低至3升級的奇瑞C-DM混動系統(tǒng)也已走進量產(chǎn)車,吉利汽車也給新一代雷神混動打出了“續(xù)航2000km”的招牌。
插電式混動車為什么可以有這么持久的續(xù)航?
在使用過程中,很多消費者發(fā)現(xiàn),續(xù)航里程有限、補能時間長的純電動(Battery Electric Vehicle,BEV)車型實在不夠便捷。即便有800V超充、換電等先進技術(shù)的出現(xiàn),依舊無法抹除消費者的里程焦慮。
如果你在購車的時候也會有類似的里程焦慮,那么我們建議你可以考慮一下插電式混合動力汽車。這種動力車型綜合了純電動汽車和混合動力汽車的優(yōu)點,既可實現(xiàn)純電動、零排放行駛,也能通過混動模式增加車輛的續(xù)駛里程。
長途出行時,插電式混合動力汽車的主要動力仍為發(fā)動機,電動機為輔助作用,為車輛提供出色的續(xù)航能力。在短途行駛時,這類車型可以采用純電模式,在實現(xiàn)零排放的同時,還能進一步降低日常用車成本。
此外,PHEV還可以通過電動機回收動能,將動能轉(zhuǎn)化為電能,儲存在電池中,以備后續(xù)使用。
就目前混合動力新能源汽車領(lǐng)域來看,主流技術(shù)路線主要包括串聯(lián)構(gòu)型、并聯(lián)構(gòu)型、功率分流構(gòu)型和串并聯(lián)構(gòu)型。其中,串聯(lián)構(gòu)型最典型的代表為增程式電動車,可以類比“串聯(lián)電路”;而并聯(lián)構(gòu)型則可類比“并聯(lián)電路”來理解,發(fā)動機與驅(qū)動電機是相對獨立的兩套動力系統(tǒng),普遍有全速域更佳的動力表現(xiàn),但在饋電狀態(tài)下能耗表現(xiàn)稍有欠佳。
功率分流構(gòu)型的代表為豐田THS,通過一套相對復(fù)雜的行星齒輪,在不同工況下自動分配動力,其優(yōu)越性也是過去多年得到過市場明確肯定的。最后就是串并聯(lián)構(gòu)型,顧名思義其融合了串聯(lián)、并聯(lián)構(gòu)型的特征,發(fā)動機既可以為電池、電機供電,也可以參與驅(qū)動車輛。而串并聯(lián)構(gòu)型也是目前國內(nèi)最火的混動技術(shù)路線,近日引起熱議的比亞迪第五代DM混動技術(shù)正是屬于該構(gòu)型分支。
說到PHEV不得不先提一提豐田。現(xiàn)如今,混合動力系統(tǒng)幾乎已經(jīng)成為豐田自身品牌形象的組成部分。
1997年,豐田率先推出了全球第一款混動車型——普銳斯,為世界展示了未來電動化時代的一角。新車上市后,受到了市場的追捧。
在普銳斯大獲成功之后,豐田也逐步將混合動力系統(tǒng)搭載在旗下更多車型上,并收獲了越來越多消費者的認(rèn)可。截至目前,豐田在全球已經(jīng)售出了超過2600萬輛混合動力汽車。
2005年,豐田混動技術(shù)伴隨著第二代普銳斯進入中國市場。3年后,造電池出身的比亞迪基于旗下主銷車型F3,推出了比亞迪F3 DM。聽這名字就知道,該車搭載了比亞迪的DM技術(shù)。這款車也是“全球第一輛插電混動汽車”。
DM,意思是“雙模”,也就是擁有純電動和混合動力兩種驅(qū)動模式。F3DM上所搭載的比亞迪第一代DM動力系統(tǒng)采用雙電機串并聯(lián)結(jié)構(gòu), 純電動續(xù)航里程達(dá)100公里,NEDC 百公里油耗為10.7L,發(fā)動機熱效率為34%。
2013年,伴隨著比亞迪秦的橫空出世,第二代DM技術(shù)也正式揭開面紗。該技術(shù)通過集成水冷電機與濕式雙離合變速器,并匹配發(fā)動機組成混合動力總成。在后軸上增加驅(qū)動電機后,可形成最多三擎四驅(qū)的動力系統(tǒng),最快0-100km/h加速5秒級。
2018年,比亞迪在第二代DM技術(shù)基礎(chǔ)上進一步創(chuàng)新,推出第三代DM技術(shù),并率先搭載在秦Pro上。全新DM架構(gòu)增加了PSG輔助電機,進一步提升了雙模車型的動力性、經(jīng)濟性和平順性。
2021年,比亞迪推出了第四代混動技術(shù)DM-i,該技術(shù)被應(yīng)用于秦PLUS、宋PLUS以及唐等熱銷車型上。該技術(shù)的出現(xiàn)讓中國品牌新車的油耗進入了“3升時代”,且實現(xiàn)了“油電同價”。也是伴隨著這一代車型,DM技術(shù)分成了傾向于節(jié)油性的DM-i和傾向于動力性的DM-P。此后,又誕生了針對越野性的DMO。
如今,第五代 DM 技術(shù)也與我們見面了。
通過官方披露的信息我們可以看到,比亞迪第五代DM技術(shù)的三個核心是動力系統(tǒng)、熱管理和智電融合。三大性能分別對應(yīng)三個架構(gòu),包括以電為主的動力架構(gòu)、全溫域整車熱管理架構(gòu)以及電子電氣架構(gòu)。
比亞迪第五代DM動力架構(gòu)由一臺發(fā)動機和兩臺電動機組成。二者之間采用新型雙行星傳動裝置相連,不但可以減少了體積,還可以使兩臺電動機既能產(chǎn)生電能,又能同時輸出功率,從而實現(xiàn)了功率分配的靈活性。
第五代DM混動系統(tǒng)可以實現(xiàn)完全解耦的電驅(qū)和饋電傳遞路徑。簡單來說,電驅(qū)轉(zhuǎn)速可以不管發(fā)動機匹配,發(fā)電轉(zhuǎn)速也不用和電驅(qū)轉(zhuǎn)速協(xié)調(diào),這兩套系統(tǒng)理論上都能用各自的最高效率獨立工作。
此外,全新DM系統(tǒng)還打破了之前DM-i系統(tǒng)發(fā)電、驅(qū)動兩臺電機的問題,兩臺電機不僅能分別啟動,也可以同時驅(qū)動車輛,進一步提升做功效率。
相對于常規(guī)混合動力,比亞迪第五代DM混動系統(tǒng)具有更多的復(fù)合動力總成,不僅可實現(xiàn)前置后驅(qū),還擁有純電四驅(qū)、混動四驅(qū)、增程后驅(qū)和高速引擎直接驅(qū)動四種驅(qū)動模式。
多元化的驅(qū)動模式,不僅能讓系統(tǒng)在高轉(zhuǎn)速下直接產(chǎn)生電能,還能讓系統(tǒng)更好地克服因功率下降而引起的減速問題,大幅提升其對各種路面狀況的適應(yīng)性。
比亞迪第五代DM系統(tǒng)所搭載的1.5L混動專用發(fā)動機最大功率為74kW,峰值扭矩為126N·m,壓縮比為16:1。與第四代DM相比,新發(fā)動機的功率下降了7kW,但熱效率從43.04%提升至46.06%。
在電機控制器方面,比亞迪第五代DM技術(shù)也進行了高度集成化。該系統(tǒng)內(nèi)部擁有比亞迪自研芯片和冷卻系統(tǒng)在內(nèi)的7大部件,芯片算力提升146%,電控最高效率可達(dá)98.9%,功率密度也提升了18.3%。
同時,比亞迪第五代DM架構(gòu)所搭載的刀片電池能量密度也達(dá)到了115Wh/kg,比上一代電池提升15.9%。此外,新電池還可以實現(xiàn)16C的放電倍率和5C的回饋倍率。用“人話”講就是,充放電效率更高了。
比亞迪還為第五代DM架構(gòu)換裝了12V磷酸鐵鋰小電池。相對于傳統(tǒng)的鉛酸電池,新電池的重量更小,僅為2.2Kg,但充放電效率可以高達(dá)94%。在容量、充放電性能以及壽命等方面,12V磷酸鐵鋰都比主流鉛酸電池要強。由于電池中不含重金屬鉛,也更加環(huán)保。
也正是由于從結(jié)構(gòu)到發(fā)動機,再到電機控制器等多維度的效率提升,才讓搭載第五代DM技術(shù)的秦L百公里虧電油耗降至2.9L,滿油(65L)滿電狀態(tài)下的續(xù)航里程突破2100km。
在發(fā)布會現(xiàn)場,比亞迪集團董事長王傳福用“三個最”來高調(diào)評價 DM 5.0:“全球最高的發(fā)動機的熱效率”、“全球最低的虧電油耗”、“全球最長的續(xù)航里程。”
搭載第五代DM技術(shù)的車型交流慢充功率由3.3kW 提至6.6kW,充電時間縮短60%;直流快充SOC 30%-80% 時間為21分鐘,充電時間縮短36%;放電功率從3.3kW提升至6kW,可以在外出露營過程中適配更多電器。
目前,中國每賣出兩臺插電混動車型,就有一臺是比亞迪。
如今,隨著效率更高的第五代DM技術(shù)量產(chǎn)上車,比亞迪在這一市場的競爭力無疑將再上一個臺階。
不止比亞迪,上汽、廣汽、吉利、奇瑞、長城等中國頭部車企也都在陸續(xù)推進插電混動技術(shù)路線。數(shù)據(jù)顯示,2023年,中國市場的插電式混合動力車型銷量達(dá)到280.4萬輛,同比增長84.7%,大幅超過純電動車型的銷量。
插電式混合動力,集合了純電、增程、燃油等多種工作模式于一體。在燃油引擎的直接驅(qū)動下,PHEV能適應(yīng)更多場景,是更容易被燃油車用戶接受的電動化路徑。
隨著插電式混合動力車型被越來越多消費者所接受,中國公路交通出行方式無疑將變得更加高效、環(huán)保,有利于推動我國汽車產(chǎn)業(yè)向更綠色低碳方向發(fā)展。