随着智能电动汽车的飞速增长,汽车产业也迎来了一轮新科技大爆发。
在科技飞速发展的当下,车企领导们整天抛概念,汽车工程师们长期996。然而,当技术传递到汽车消费者这里,就只剩下了配置和功能了。
然而,由于软件时代的技术越来越抽象,新技术迭代速度过快,导致不少普通汽车消费者或汽车发烧友虽然仍对汽车技术感兴趣,但脑力仍倒在了极高的认知门槛下。
百度有驾特推出《汽车科技论》栏目,为普通人“踏平”汽车技术认知门槛。本文为栏目第11篇,带大家揭秘插电式混合动力车型满油满电续航2100km+背后的奥秘。
5月底,比亚迪最新研发的第五代DM(Dual Model,双模)技术正式发布,并首次应用于全新秦L DM-i和海豹06 DM-i两款插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)上。
值得注意的是,此次发布的第五代DM混动技术创下了三项全球之最:全球最高的发动机热效率达到46.06%,全球最低的百公里亏电油耗仅为2.9升,以及拥有全球最长的2100公里综合续航能力。
单说这些数字,您可能无法理解。直白点来说,2100公里的续航,基本可以一口气从北京开到广东,中途不用进一次加油站。
不只是比亚迪第五代DM技术,长安汽车那边以500bar高压直喷蓝鲸发动机为核心的新蓝鲸混动也已经登场,号称油耗可低至3升级的奇瑞C-DM混动系统也已走进量产车,吉利汽车也给新一代雷神混动打出了“续航2000km”的招牌。
插电式混动车为什么可以有这么持久的续航?
在使用过程中,很多消费者发现,续航里程有限、补能时间长的纯电动(Battery Electric Vehicle,BEV)车型实在不够便捷。即便有800V超充、换电等先进技术的出现,依旧无法抹除消费者的里程焦虑。
如果你在购车的时候也会有类似的里程焦虑,那么我们建议你可以考虑一下插电式混合动力汽车。这种动力车型综合了纯电动汽车和混合动力汽车的优点,既可实现纯电动、零排放行驶,也能通过混动模式增加车辆的续驶里程。
长途出行时,插电式混合动力汽车的主要动力仍为发动机,电动机为辅助作用,为车辆提供出色的续航能力。在短途行驶时,这类车型可以采用纯电模式,在实现零排放的同时,还能进一步降低日常用车成本。
此外,PHEV还可以通过电动机回收动能,将动能转化为电能,储存在电池中,以备后续使用。
就目前混合动力新能源汽车领域来看,主流技术路线主要包括串联构型、并联构型、功率分流构型和串并联构型。其中,串联构型最典型的代表为增程式电动车,可以类比“串联电路”;而并联构型则可类比“并联电路”来理解,发动机与驱动电机是相对独立的两套动力系统,普遍有全速域更佳的动力表现,但在馈电状态下能耗表现稍有欠佳。
功率分流构型的代表为丰田THS,通过一套相对复杂的行星齿轮,在不同工况下自动分配动力,其优越性也是过去多年得到过市场明确肯定的。最后就是串并联构型,顾名思义其融合了串联、并联构型的特征,发动机既可以为电池、电机供电,也可以参与驱动车辆。而串并联构型也是目前国内最火的混动技术路线,近日引起热议的比亚迪第五代DM混动技术正是属于该构型分支。
说到PHEV不得不先提一提丰田。现如今,混合动力系统几乎已经成为丰田自身品牌形象的组成部分。
1997年,丰田率先推出了全球第一款混动车型——普锐斯,为世界展示了未来电动化时代的一角。新车上市后,受到了市场的追捧。
在普锐斯大获成功之后,丰田也逐步将混合动力系统搭载在旗下更多车型上,并收获了越来越多消费者的认可。截至目前,丰田在全球已经售出了超过2600万辆混合动力汽车。
2005年,丰田混动技术伴随着第二代普锐斯进入中国市场。3年后,造电池出身的比亚迪基于旗下主销车型F3,推出了比亚迪F3 DM。听这名字就知道,该车搭载了比亚迪的DM技术。这款车也是“全球第一辆插电混动汽车”。
DM,意思是“双模”,也就是拥有纯电动和混合动力两种驱动模式。F3DM上所搭载的比亚迪第一代DM动力系统采用双电机串并联结构, 纯电动续航里程达100公里,NEDC 百公里油耗为10.7L,发动机热效率为34%。
2013年,伴随着比亚迪秦的横空出世,第二代DM技术也正式揭开面纱。该技术通过集成水冷电机与湿式双离合变速器,并匹配发动机组成混合动力总成。在后轴上增加驱动电机后,可形成最多三擎四驱的动力系统,最快0-100km/h加速5秒级。
2018年,比亚迪在第二代DM技术基础上进一步创新,推出第三代DM技术,并率先搭载在秦Pro上。全新DM架构增加了PSG辅助电机,进一步提升了双模车型的动力性、经济性和平顺性。
2021年,比亚迪推出了第四代混动技术DM-i,该技术被应用于秦PLUS、宋PLUS以及唐等热销车型上。该技术的出现让中国品牌新车的油耗进入了“3升时代”,且实现了“油电同价”。也是伴随着这一代车型,DM技术分成了倾向于节油性的DM-i和倾向于动力性的DM-P。此后,又诞生了针对越野性的DMO。
如今,第五代 DM 技术也与我们见面了。
通过官方披露的信息我们可以看到,比亚迪第五代DM技术的三个核心是动力系统、热管理和智电融合。三大性能分别对应三个架构,包括以电为主的动力架构、全温域整车热管理架构以及电子电气架构。
比亚迪第五代DM动力架构由一台发动机和两台电动机组成。二者之间采用新型双行星传动装置相连,不但可以减少了体积,还可以使两台电动机既能产生电能,又能同时输出功率,从而实现了功率分配的灵活性。
第五代DM混动系统可以实现完全解耦的电驱和馈电传递路径。简单来说,电驱转速可以不管发动机匹配,发电转速也不用和电驱转速协调,这两套系统理论上都能用各自的最高效率独立工作。
此外,全新DM系统还打破了之前DM-i系统发电、驱动两台电机的问题,两台电机不仅能分别启动,也可以同时驱动车辆,进一步提升做功效率。
相对于常规混合动力,比亚迪第五代DM混动系统具有更多的复合动力总成,不仅可实现前置后驱,还拥有纯电四驱、混动四驱、增程后驱和高速引擎直接驱动四种驱动模式。
多元化的驱动模式,不仅能让系统在高转速下直接产生电能,还能让系统更好地克服因功率下降而引起的减速问题,大幅提升其对各种路面状况的适应性。
比亚迪第五代DM系统所搭载的1.5L混动专用发动机最大功率为74kW,峰值扭矩为126N·m,压缩比为16:1。与第四代DM相比,新发动机的功率下降了7kW,但热效率从43.04%提升至46.06%。
在电机控制器方面,比亚迪第五代DM技术也进行了高度集成化。该系统内部拥有比亚迪自研芯片和冷却系统在内的7大部件,芯片算力提升146%,电控最高效率可达98.9%,功率密度也提升了18.3%。
同时,比亚迪第五代DM架构所搭载的刀片电池能量密度也达到了115Wh/kg,比上一代电池提升15.9%。此外,新电池还可以实现16C的放电倍率和5C的回馈倍率。用“人话”讲就是,充放电效率更高了。
比亚迪还为第五代DM架构换装了12V磷酸铁锂小电池。相对于传统的铅酸电池,新电池的重量更小,仅为2.2Kg,但充放电效率可以高达94%。在容量、充放电性能以及寿命等方面,12V磷酸铁锂都比主流铅酸电池要强。由于电池中不含重金属铅,也更加环保。
也正是由于从结构到发动机,再到电机控制器等多维度的效率提升,才让搭载第五代DM技术的秦L百公里亏电油耗降至2.9L,满油(65L)满电状态下的续航里程突破2100km。
在发布会现场,比亚迪集团董事长王传福用“三个最”来高调评价 DM 5.0:“全球最高的发动机的热效率”、“全球最低的亏电油耗”、“全球最长的续航里程。”
搭载第五代DM技术的车型交流慢充功率由3.3kW 提至6.6kW,充电时间缩短60%;直流快充SOC 30%-80% 时间为21分钟,充电时间缩短36%;放电功率从3.3kW提升至6kW,可以在外出露营过程中适配更多电器。
目前,中国每卖出两台插电混动车型,就有一台是比亚迪。
如今,随着效率更高的第五代DM技术量产上车,比亚迪在这一市场的竞争力无疑将再上一个台阶。
不止比亚迪,上汽、广汽、吉利、奇瑞、长城等中国头部车企也都在陆续推进插电混动技术路线。数据显示,2023年,中国市场的插电式混合动力车型销量达到280.4万辆,同比增长84.7%,大幅超过纯电动车型的销量。
插电式混合动力,集合了纯电、增程、燃油等多种工作模式于一体。在燃油引擎的直接驱动下,PHEV能适应更多场景,是更容易被燃油车用户接受的电动化路径。
随着插电式混合动力车型被越来越多消费者所接受,中国公路交通出行方式无疑将变得更加高效、环保,有利于推动我国汽车产业向更绿色低碳方向发展。