放眼全球,各国禁售燃油车时间表乃是一个引子,传统燃油车无法满足碳排放日益严格的法规要求,促使着车企必须“触电”。在大方向已然明确之下,既适应国家新能源政策,产品转型又无需完全抛弃发动机的插电式混合动力技术(以下简称插电混动),完美解决了消费者里程焦虑的核心痛点,成为了现在能够看见的“远山”、可以预见的未来。
这其中,大家熟悉的比亚迪双模(DM)车型,乃是该技术路线中的佼佼者,在去年摘下年度插电混动车型销量冠军之后,今年还将继续卫冕。而为何比亚迪能有如此的受众度?如果说产品实力是高楼,那么技术就是根基,答案就在销量背后的“根基”DM 3.0技术。
[·何为DM 3.0技术?·]
DM 3.0技术=比亚迪第三代插电混动技术的简称。
往大了说,这是比亚迪产品综合实力的载体、自主研发技术的集大成者。
从小的讲,这是一个油和电两大动力源、携手作战的高完成度方案。
具体来看,同样是大家直观理解的插电混动,比亚迪有着更多样的选择。在DM 3.0技术中,发动机+BSG电机三种动力架构通用,双离合变速箱负责传动,驱动电机的数量与位置衍生出了不同的动力版本:单驱动电机置于前轴的前驱(P0+P3)、单驱动电机位于后轴的双擎(发动机+电动机)四驱(P0+P4),以及两个驱动电机分别配备在前、后轴的三擎(发动机+双电动机)四驱版(P0+P3+P4)。
[·DM 3.0技术“黑科技”之身兼数职的BSG电机·]
说完了DM 3.0技术硬件的重要核心,接下来咱们逐一展开“看疗效”。三种动力架构 “常驻”的BSG电机,原理与欧洲车企近几年开始推广的48VBSG电机一样,但是DM 3.0技术中的的BSG电机电压高、功率大,身兼启动电机、动力衔接媒介以及发电机三个职能,以及辅助换挡,怠速启停,急加速助力,智能充电四大亮点,全方面提升了乘驾表现,带来了更多与用户直接相关的好处。
BSG电机“兼职”启动电机的好处有两点。第一是可辅助发动机“悄无声息”的启停,因与发动机通过皮带柔性连接的先天结构(P0位置),所以没有自动启停功能让人难以接受的振动,可以让发动机直接越过抖动转速区间,相当于纯电启停的效果。
如上文所说,DM 3.0技术中BSG电机工作电压较高在360V-518V区间,可直接从动力电池取电,不同于低电压启动电机既要额外供电、电瓶或电容的储电量不多,导致的启停功能“时灵时不灵”。
DM 3.0技术有了平稳且一直能保证发动机启停的BSG电机,用户基本上就告别等红灯时的怠速油耗了。有研究数据表明,城市行驶中怠速的油耗,占到了发动机总消耗的17%左右。
第二,BSG电机能让发动机更好的“发挥”,即带高发动机的转速,从介入开始就能跳过低转速的费油区间,直接进入到油耗与动力均更高的工况,单就这一项优势,相比于装备传统启动电机的燃油车,理论上就能节省5%左右的油耗。
关于动力衔接,上一段发动机更高转速启动跳过费油区间的同时,其实也规避了点火的抖动。此外,传统燃油车的换挡冲击、大家常说的顿挫感,一方面来自变速箱本身,另一方面则是发动机转速与挡位不匹配,而BSG电机扭矩补偿、辅助动力输出的职能,正是后者的“特效药”,与发动机皮带连接的“亲密合作”,让BSG电机可以快速的调整转速、平滑的完成过渡。
除了“特效药”,通过BSG电机来调整转速还是变速箱的“药引子”。这其实很好理解,所有“有挡的”(双离合与自动)变速箱,主要从优化液力结构、变速箱齿轮啮合精度以及控制软件下手,来弱化换挡冲击,再加上一个BSG电机从中斡旋,整个动力系统平顺输出的“药效”自然是更进一步。这正是比亚迪从DM 2.0技术到DM 3.0技术,用户直观感受明显的一大提升。
BSG电机取代传统发电机,优势顺其自然的体现在了行驶充电上。没有BSG电机,前轮驱动电机(P3位置)就要负责能量回收、给动力电池充电的任务,但遵循法拉第电磁感应定律的“电生磁、磁生电”原理,驱动电机同一时间只能干一件事,驱动就不能发电。
同时,装备在前轴上的驱动电机,发电效率还与轮速直接挂钩,即车速低、发电效率就低。而车速较低且驱动电机“电生磁”的拥堵路况,发动机可与轮端解耦,带动BSG电机高效发电,尽可能的“压榨”行驶效率。
应用在实际场景中,城市早晚高峰的拥堵路段,车速较低时的发动机效率低、电机效率高,用电更经济。但如果没电了无法纯电行驶之时,DM 3.0技术的 HEV模式就会以串联模式工作,即发动机带动BSG电机发电给到动力电池,再放电给驱动电机保证高效率行驶。
发电这个事放在DM 3.0技术上,还有着更高的效率。如前文所言,DM 3.0技术的BSG电机工作电压高,令其最大功率可达25kW,远超其他插电混合动力车型10kW的主流水平。众所周知,与电有关的设备,发电乃至电磁炉等常用家用电器的放电效果,功率这个核心参数更大自然就会更“猛”。
[·DM 3.0技术“黑科技”之“1+2≥3”的三擎四驱·]
动力强是比亚迪双模(DM)车型的传统优势,这方面DM 2.0技术到DM 3.0技术之后又更进了一步。技术方面,比亚迪的并联架构可以功率叠加,系统总功率=发动机最大功率+双驱动电机最大功率,“1+2=3”之说由此而来。
以2.0T发动机+双电机、三擎四驱版的全新一代唐DM为例,官方0-100km/h加速最高车速已经从4.9秒升级到了4.3秒,电池电量60%以上的实测成绩也能维持在4.5-4.7秒区间。
所谓的“1+2>3”源于DM 3.0技术“性价比”。与全新一代唐DM加速成绩同为4秒出头水平,且整车尺寸相当的奔驰AMG GLC 63(43官方加速为5.7秒),价格贵出了3倍还多,“1+2>”之说在此可见一斑。
当然了,另外两个动力版本的性能自然没有那么猛,却也降低了价格门槛、扩大了受众群体。给发动机加装电动机、电池等部件,让用户获得插电混动更多产品“福利”的同时,相应的也要负担更高的价格,这也是所有插电混动车型的“通病”。
面对这个问题,比亚迪产品规划及汽车新技术研究院院长杨冬生,在接受搜狐汽车专访时也表示:降低成本将成为未来DM 4.0技术的核心任务。
[·DM 3.0技术相比其它插电混动技术路线如何?·]
“吹”了半天DM 3.0技术的自身优势,那么相比现阶段其它插电混动技术路线如何?对比以丰田THS为代表的混动专用变速箱,以大众集团旗下品牌、奔驰等欧洲车企为代表的燃油车变速箱衍生版本,表面看起来集中在变速箱这个核心部件,其实根本上的差异其实可以概括为一个“专”字。
对比丰田THS
丰田THS专门为油电混动车型打造的E-CVT变速箱,曾“独领风骚”了好多年,因为单行星齿轮组从1997年开始、长达20年的专利,把很多车企当在了门外,逼得通用“绕了一大圈”才推出了双行星齿轮组结构的变速箱,用在雪佛兰沃蓝达、迈锐宝混动等车型上。
丰田单行星齿轮组的E-CVT变速箱,优势在于:精密的内部结构每时每刻在协调发动机与电动机之间的“关系”,动力输出和衔接的平顺性出众;电对于低扭与高转速的动力不足,让阿特金森循环发动机能长时间保持优秀的形式工况,油耗表现相当出色。
在从原有的HEV到PHEV(插电混动)之后,丰田以上变速箱结构带来的两大先天优势得到了延续,相比DM 3.0技术占了上风。而在丰田THS系统中,电只用来辅助发动机的设计初衷,让E-CVT变速箱本身的结构难以承受更大功率的电动机,换装更大容量的锂电池,只是提升了纯电续航,无法发挥电驱动爆发力强的特性,“1+1”的动力远远小于2,性能表现与DM 3.0技术相距甚远。
更进一步来看,丰田将HEV车型使用多年的镍氢电池,在PHEV上换成了能量密度更高的锂电池,但平台电压已经接近这套系统的“天花板”了。在输出功率不变的情况下,电压高了电流就可以减小,线缆横截面积这个电流的瓶颈也能随之变细,一方面给优化系统内部结构留出了空间,另一方面也能降低与大电流密不可分的电阻损耗,“压榨”更多的纯电续航。
而这方面,比亚迪一直是高平台电压的典范,如DM 3.0技术的BSG电机360V-518V工作电压,乃至纯电动车e平台远超乘用车主流水平、可与电动大巴等商用车相提并论的高电压,都想人们证明了这一点。
对比欧洲车企的燃油车变速箱衍生版本
我们此前测试的保时捷卡宴E-Hybrid、奔驰S500 eL等,乃至其它不少欧洲车企的插电混动车型,传动系统全都来自ZF提供的解决方案:电动机直接“入驻”变速箱、取代液力机构(P2位置),来协调油电之间的关系。只在原有燃油车变速箱的基础上,做出这一处改变,体积、重量以及最重要的成本优势,看起来就是水到渠成的一件事。
一开始就没有考虑到插电混动的变速箱,导致整车平台也没给变速箱留出太多的余量,于是电动机集成到变速箱内部(P2位置),成了一个“不得已”的过渡。这种“不得已”,技术层面存在着电动机驱动与能量回收无法兼顾、“一条腿走路”的先天不足;在动力性能和混动模式下的燃油经济性的表现,跟“触电”的关系不大,主要还是看发动机的水平。性能和效率相比DM 3.0技术的前轴(P3)+后轴(P4)驱动电机均处于劣势。
另外,从燃油车变速箱衍生而来,相当于从只需对发动机负责,变成了要一起干两项工作,动力输出的平顺性势必会受到影响,感觉有点像“二胎生活”的起始阶段。这方面,欧洲品牌的不少插电混动车型都不如比亚迪的DM 3.0技术,剩下仍能水平相当的,靠的是投入了大量的资金成本,而这就不是技术层面的问题,得看品牌底蕴了。
以欧洲发布的禁售燃油车时间表以及严格的排放法规来看,欧洲车企们必须完善插电混动变速箱乃至整个传动系统,进入到“二胎生活”的稳定阶段。老资历豪华品牌拿出相比现在大幅度提升的产品,技术层面反超DM 3.0技术完全毋庸置疑,但等到那个时候,对比的另一方可能就是DM 4.0技术了。
关于DM 4.0技术,比亚迪产品规划及汽车新技术研究院院长杨冬生,在接受搜狐汽车专访时就提到:DM 4.0技术最早2021年就能面世。届时,比亚迪与欧洲品牌在插电混动上的再次“交锋”,谁更胜一筹仍是未知。
[文章转自-搜狐汽车]
