2020年,汽车行业经历了一场“大变局”,电动化、自动化、共享化和互联网化成为主要趋势。在这一背景下,比亚迪秦PLUS搭载的DM-i混动技术因其高效节能和环保特性,被誉为“超级混动”。DM-i技术的核心在于其1.5L高热效率发动机和刀片电池,以及先进的控制策略,实现了超低油耗和长续航。在政策支持和市场需求的双重推动下,比亚迪的这一技术不仅满足了当下的环保要求,也为实现2035年新能源技术国际先进水平的目标奠定了基础。通过DM-i技术,比亚迪展示了其在新能源领域的创新能力和技术实力,为自主品牌的发展提供了新的方向。
2020即将结束,如果用一个词语来总结今年的汽车行业,那肯定是“大变局”。
自从2010年开始,汽车行业的发展趋势就被认为将是:电动,自动,共享,以及互联网化。而这几点在今年得到了一一的验证,新能源汽车,自动驾驶,共享经济,智能网联都前所未有的蓬勃发展。今天,我们就来聊聊第一点,电动趋势。
绿色生产生活方式一直是我们追求的目标,碳排放也是当下的热点,追求二氧化碳零排放乃是人类共同的话题。我国是化石能源消费大国,而消耗石油的汽车又是主要的二氧化碳排放来源,因此研发和推广低能耗与低排放的汽车刻不容缓。
在这个背景下,在《2012-2035年新能源汽车产业发展规划》提出:到2025年,新能源汽车新车销量达到汽车新车销售总量的20%左右,力争到2035年,我国新能源汽车技术达到国际先进水平,质量和品牌具有国际竞争力。
这也就不难理解为什么比亚迪等新能源汽车厂商,今年销量稳步上涨,市值也不断攀升。
由此可见,在未来很长的一段时间,我国汽车行业的关键字都会是:“世界先进技术水平”与“零排放“。
既要实现“零排放”的远景目标,也要着眼当下!因此一款能耗和排放低,受政策欢迎,被市场接受的混合动力汽车是最好的选择。这就不得不提到今天的主角,比亚迪DM-i超级混动技术了。
新能源有很多种形式,比如纯电动,混合动力HEV,插电式混合动力等。而为什么混合动力HEV没有政策支持,纯电动和插电式却能够享受补贴,并申请新能源牌照呢?
其实这可以从国家发展新能源技术世界先进水平的目标来分析。插电式混合动力介于电动车和燃油车之间,既有燃油车的发动机变速箱,又有电动车的电池电机。电池容量也比HEV大,因此不加油状态下,纯电行驶的里程更长。
插电混动拿掉发动机,其实就是小号的纯电动。支持自主品牌发展插电混动,其实就是帮助他们积累未来纯电的技术,且插电混动所需的充电桩也能被纯电用上,如果以2035年实现新能源技术国际先进水平为终极目标,那插电混动是当下最合适的混合动力形式了。因为纯电目前有待于补电便利性与续航能力的提升,当下更适合短途或城区通勤使用。
但纯电与混合动力技术并非完全对立、相互竞争,更多的是互补,满足消费者多元需求。这也是为什么比亚迪同时拥有着不容小觑的纯电技术与秦PLUS搭载的DM-i超级混动技术。
DM-i动力系统的精髓在于两部分:其一是动力传动部分,其二是控制部分,接下来我们来揭秘为什么被称之为“超级混动”。
DM-i超级混动搭载的是1.5L的小排量发动机,专为DM-i系统而开发,发动机热效率达到了43%,而目前世界主流发动机热效率水平,也就在40%左右。
作为衡量发动机发展水平重要的因素之一,热效率向来都是“兵家必争之地”,如今热效率已经到了一定的高度,想要突破瓶颈,每提高1%都需要很多技术加成。十年来,发动机热效率水平也就提高了5%左右,而这次比亚迪发动机热效率已经达到了惊人的43%。
电池电机部分,DM-i的高容量电池是刀片电池,并采用了E-CVT作为动力分流装置。
控制部分包含了控制器和算法。控制器你可以理解为DM-i的大脑,而算法则是大脑里面的“知识经验”。DM-i混动系统不仅“大脑”发达,而且“知识经验”丰富。因为整个DM-i系统如何运行以保证汽车动力强劲,油耗最低,电耗最少,靠的就是算法,或者说是控制策略这种东西。
秦plus不同于燃油车只有一个控制器,他既有发动机管理系统EMS,又有电机控制器,还有电池管理系统BMS。这些控制器都需要靠算法统筹管理,举个例子:什么时候用纯电,什么时候用发动机,什么时候又两者一起用?当两者一起用的时候,如何通过算法控制油电配比,来合理输出动力而保证最好的整车驾驶性等,这些都需要很高的控制精度。
比亚迪基于A-SPICE规范,自主开发了控制器的核心算法,实现了对DM-i系统的高精度控制。至少在五年前,我们的控制器研发可能还要靠博世等一流供应商,而最近这几年自主品牌突飞猛进,也慢慢的能够自己开发控制器这种核心部件,有了自己的经验。
不得不说,搭载DM-i系统的秦plus主打的就是超低油耗。
即使在亏电(电池没电)的状态下,油耗仍能够做到3.8L/100km。热效率高意味着油耗低,而高容量电池则能行驶的纯电里程够长。整车满油满电状态续航能够超过1000公里也证明了整车能耗之低。
油耗低也说明每一个发动机循环,排出的二氧化碳也比同类车少,再加上国六B的排放过关,已经实现了比较低的排放水准了。
之所以秦plus能够实现低油耗低排放,这与他的DM-i混动系统架构是分不开的。
我们知道,热效率决定着油耗,而内燃机热效率之所以提不上去,主要原因就是能量都被浪费了,除了散热损失外,大头还有摩擦损失,附件损失。看上去提高热效率也很简单,如果能够减少这方面损失不就得了吗?确实,所有的发动机厂商提高热效率都是这么做的,而秦plus的这台骁云发动机也是这么做的,但没那么简单。
首先是使用高压缩比来让发动机每一次做功充分膨胀,尽可能的将燃油燃烧的热能转化为机械能,以此来降低散热损失;
其次骁云使用了粘度机油0W-20,低摩擦油封,以及活塞使用了DLC涂层来降低摩擦,通过一系列技术来降低摩擦功损失,比上一代发动机摩擦损失降低了20%;
然后在附件损失方面,骁云运用了混合动力的优势,将原本由发动机驱动的水泵,机油泵,空调压缩机,真空泵等附件改为电驱动,避免了发动机的能量用来驱动这些“拖油瓶”上;
除了发动机,整车方面,秦plus流畅车身,溜背的造型借鉴了跑车的设计,目的是为了保证风阻在较低水平。综合了以上措施,秦plus的整车油耗才做到了百公里不到4L的水平。
在排放方面,发动机最怕的工况就是冷机工况和起步这种小负荷工况,主要源于这些工况燃油与空气在缸内混合不均匀,燃耗不充分导致了排放恶化,油耗升高。
而DM-i似乎不怕这种工况,这归功于DM-i混动系统的高精度控制器。上面也说了,在高精度的控制下,能够实现发动机和电机的最优工作分配,目的是为了让发动机尽可能的避开这些高排放区域,永远处于低排放高效率的区间。下图是骁云发动机的工作区间图:
传统发动机排放高的点就是左下方那些转速低,负荷低的区域。可以看出,在动力分流装置的分配下,骁云发动机工作区间平稳的落在了高转速高负荷的高效区,这也是效率高排放低的重要原因。
回到今天的核心思想:如何实现2035年新能源新车销量20%,达到世界汽车工业先进水平的目标,以及零排放的远景目标。
其实从比亚迪的发展规划我们可以找到思路:
1,新能源是长期发展目标,也是我国汽车工业弯道超车的重点方向,但是这并不等于我们要放弃内燃机的投入。比亚迪DM-i混动技术让我很意外的看到,自主品牌并没有因为新能源的大热而减少传动动力系统的研发。骁云发动机热效率已经达到世界先进水平,并且用到了诸如高压缩比,分体冷却热管理等技术。在控制器上,也有了自研的核心算法。
2,PHEV和EV两条腿走路。PHEV车型有秦plus,EV车型有汉等。PHEV和EV各自照顾到了不同的客户需求。EV是大势所趋,是实现零排放远景目标的最终汽车形态;而PHEV吸收了燃油车和电动车的优点,照顾到了对长续航有要求,但又想体验新能源技术的用户。同时PHEV和EV的电池技术和充电设施发展也都能相互利用,相互补充。
以上思路对于其他的车企品牌都是不错的借鉴方式,也希望自主品牌越来越多的“超级技术”出现。
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