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    一文看懂DM-i超级混动系统

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    绿芯频道ECC2021-03-06

    近日,比亚迪发布了新一代混动系统DM-i,共包括三个部分:基于双电机的EHS混动系统高热效率发动机功率型刀片电池。发布会宣称,整车亏电工况低至3.8L/100km,引发热议。


    比亚迪的DM-i真的有这么神奇吗?什么是DM-i系统?今天我们就来深度解读一下。

    点击观看本期文章视频内容:七分钟看懂比亚迪DM-i超级混动系统

    1 DM-i构型解读

    上汽与比亚迪,同为国内最早研发PHEV车型的车企之一。比亚迪的DM系列经过了多年的发展,一共推出了4代产品,分别是:

    DM一代、DM二代、DM三代和最新的DM-i系统。

    从发布会公布细节来看,DM-i混动架构其实就是早期DM一代的升级版。两者虽然相隔15年,但是从机械构型上来看,却有着千丝万缕的联系

    DM-i和DM一代都属于P1+P3构型,发动机和电机都是单挡。

    区别在于DM-i的ISG和发动机是平行轴布置DM一代ISG电机和发动机同轴布置。

    正是这个改变,提高了系统集成度,让DM-i比I代体积减少了30%,重量减轻了30%。

    而这个改变,也让DM-i和i-MMD变得很像。我们介绍过本田i-MMD混动系统的工作原理和特点,不了解的可以想去看下。

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    DM-i和i-MMD有以下几个共同点:

    结构上

    均为双电机。主驱动电机为单速比,发动机不能换挡。



    经济性

    两者均采用混动专用的阿特金森发动机,以串联模式为主,总体经济性较好,省油


    动力性

    发动机是固定速比,发动机无法在低速的时候进入并联模式,所以大油门驱动时动力比较弱,最高车速也会被电机最高转速限制。

    总体来看,本田iMMD与比亚迪的DM-i的构型原理以及特点基本一致。跟iMMD相比,DM-i并没有本质上的突破。

    其实早在2008年,比亚迪就在F3 DM上尝试性地使用了DM一代系统,但是并没有主推。主推的是结构简单,主打动力性的二代、三代DM。



    那为什么时隔15年,直到今天,比亚迪又启用十几年前的方案呢?


    2 DM-i有哪些技术突破?

    主要原因有两个。

    第一,电机技术的突破

    DM-i的EHS电混方案使用TM电机作为主驱动力,需要一台功率足够大,体积足够小,效率足够高成本足够低的电机,这在15年前来看几乎是不可能实现的。

    但是随着电机技术的发展,现在国内已经可以设计制造性能、体积、成本都符合要求的驱动电机。DM-i的160kW电机,峰值转速16000转,最高效率97.5%。

    发布会上,比亚迪宣布DM-i会搭载Hairpin扁线绕组技术的电机,以及运用电机油冷技术。电机技术不断升级迭代,才让DM-i有高效与动力兼备的可能性。

    前面提高,跟i-MMD相比,比亚迪DM-i没有实质性突破,同样,在Hair-pin和油冷技术上,比亚迪也不是第一家,在当前市场上,也不算最先进的。

    发布会展示的Hairpin绕组电机以及电机油冷技术,早就在两年的上汽插电混动车型上就已经量产应用了。国内最先进的Hair-pin技术,现在可以做到8层,也已经在上汽新能源纯电动车上进行运用了。

    第二,混动专用的阿特金森发动机

    发动机以串联模式运行为主,需要发动机的效率足够高,但可惜比亚迪一直苦于没有一台效率极高的发动机。

    为了实现如此高的热效率,比亚迪减去了所有发动机附件轮系,空调压缩机、水泵等附件都采用了电驱动,通过高压缩比、应用电气化设计降低摩擦、分体冷却热管理等手段,热效率不断提升,为降低油耗奠定了基础。把发动机热效率做到了43%。


    比亚迪为了适配混动系统,专门开发一款高效率的阿特金森发动机,是值得敬佩的。因为阿特金森发动机的适用性比较局限,只能用于混动车型,很难跟传统燃油车进行成本的分摊。

    但是是否真能达到43%的热效率,在专业人士眼里是有保留意见的,这里并不是看衰比亚迪,正是因为对技术有敬畏之心才会谨慎看待。

    丰田、本田也只把阿特金森发动机做到41%左右的效率。41%到43%的进步,这就好比把人类百米世界纪录提升了0.5秒,足以让人惊掉下巴。

    3 DM-i方案优缺点

    我们先来说说优点:

    首先,双电机方案能够降低电池SOC保持的难度,不容易出现单电机方案中电池过放的情况,对混动策略的制定有比较好的优势。

    其次,理论上亏电油耗低。以串联模式为主,电机作为主要驱动来源,充分利用电机与发动机的高效区间,确实能够有效地降低能耗。

    高效率的Hair-pin电机搭配高效率的阿特金森发动机,确实是比较完美的搭配。

    最后,是中低速动力性好。160kW的TM电机至少提供相当于2.0T发动机的动力,更何况电机在低速扭矩直接爆发。这套系统在中低速下,动力性一定不会差。

    通过大容量电池提供较长的纯电里程,大TM电机提供较强的加速动力,大ISG电机保障串联功率,确保高强度驾驶电池不亏电,高效的发动机提升了燃油效率。

    这样一套组合,确实能给车辆带来非常好的经济性。

    说了这么多优点,难道就没有什么缺点了吗?因为目前还没有实车,只能暂且从理论角度分析。

    从构型本身来看,由于DM-i系统发动机传动比是固定的,无法换挡,只能在中高车速时发动机才可接入并联,对并联时候的发动机效率不利。

    并联状态下高速行驶发动机转速会被拉得很高,NVH不容易做好。

    驱动电机直连输出轴时,最高车速也会受电机最高转速限制。

    至于省油,我们可以看看与DM-i结构极为相似的本田i-MMD的实际成绩,对比一下实际效果。

    搭载i-MMD混动中级车的车主平均油耗为5.4L/100km,紧凑型车中,去年上市的凌派车主油耗是4.76L/100km,仅次于卡罗拉和雷凌。车主油耗相对工信部油耗大约要高15-30%。

    所以DM-i的实车油耗能否达到宣传值,车主实际的油耗究竟如何?有待上市后的大样本验证

    最后,不管是比亚迪DM-i,长城柠檬DHT,还是上汽EDU系统,这些混动系统的层出不穷,充分证明中国汽车工业逐渐强大。

    回看十年前根本是难以想象的,这正是几代汽车人不断努力的成果,如今国内的混动系统在性能、经济性、成本等方面并不比国外相关产品的差,甚至超越国外同类产品。

    如果大家感兴趣,欢迎大家在评论区留言,我们会再制作一期,国内主流混动系统的深度解析。

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