5、比亚迪DM-i混动系统:集大成者,贵在自研
1)、如果说「第一代DM混动系统」的设计理念是节能省油,那么「比亚迪DM-i混动系统」则是进行了升华,通过增加大功率「电机」和大容量「电池」,使得「发动机」成为动力的辅助部件,最终达到『多用电,少用油』的效果。
2)、而「比亚迪DM-i混动系统」的最大优势,并非复杂的结构,而是自主研发了「发动机控制系统」、「电机控制系统」和「电池管理系统」等核心控制系统,其中包括但不限于:
「骁云发动机」:1.5L和1.5Ti两款「插混专用发动机」; 「EHS系统」:继承「第一代DM混动系统」设计理念的「混动专用变速器」; 「刀片电池」:高放电倍率、可灵活搭配的『混动专用功率型刀片电池』。
(1)「骁云发动机」:只为高效而生:目前骁云系列的「发动机」主要有两款,分别是主打经济性的「1.5L插混专用发动机」(后简称为「1.5L发动机」)和兼顾高性能、配置在C级「DM-i」车型上的「1.5Ti插混专用发动机」(后简称为「1.5Ti发动机」)。
骁云1.5Ti插电混专用发动机展示图
(2)「1.5Ti发动机」拥有12.5的「压缩比」,技术亮点在于其「涡轮增压器」采用了『可变截面』的设计,使得「增压器」能在更宽的转速范围内进行增压,即可保证在低转速工况下的增压效果,也不影响高转速工况下的排气压力。
骁云1.5L插电混专用发动机展示图
(3)而「1.5L发动机」可以说是『集比亚迪在混动发动机领域之大成』,真正做到了『为电而生』,其整体结构相较于传统的「发动机」做了大幅度的调整,最终做到了43.04%的热效率。深究其技术原理,我们可以看到:
可变气门正时技术示意图
(4)「阿特金森循环」(「米勒循环」):通过「可变气门正时技术」延后「进气门」的关闭时间,减少「四冲程」中「压缩行程」的能量消耗,在「膨胀行程」保持不变,使得混合气体做功更充分,提高混合气体能量的利用率,减少排气损失。这项技术我们可以在很多「混动发动机」上都可以看到,而且大部分主机厂都会称这种循环为「阿特金森循环」,其中的故事,我们在《不是吧?现在混动汽车的「阿特金森」都是假的?》一文中详解过,这里就不赘述了;
压缩比概念示意图
(5)15.5超高「压缩比」:通常情况下,我们认为「压缩比」越大,「发动机」做功就越多(即压缩比越大,「发动机」的效率就越高)。而「1.5L发动机」被设计为15.5:1超高「压缩比」,也体现了其效率第一的目标。当然,就「压缩比」这一参数,目前比亚迪的「骁云发动机」在行业内绝对是翘楚;
EGR阀工作原理示意图
(6)高效的「EGR」技术:为了提升「发动机」整体的效率,高效的「废气再循环系统」必不可少,比亚迪通过「废气再循环系统」的优化,把「EGR率」提高至25%,减少「发动机」在中低负荷工况下的进气损失,同时也降低了氮氧化物排放。而我们之前提到的吉利「混动专用发动机」(「DHE15」),其『低压水冷「EGR」技术』则是有着同样的技术逻辑;
进行瘦身后的混动专用发动机
(7)取消传统「轮系」,采用『分体冷却技术』:较之传统「发动机」,「1.5L发动机」最大的一个改变便是取消了「发动机」的「轮系」,包括传统「发动机」上的「机械压缩机」、「机械真空泵」、「机械转向助力泵」和「机械水泵」等。而是为效率考虑,将「电动水泵」与「电子双节温器」相结合,实现了「缸体」和「缸盖」的分体冷却。
两款骁云插电混专用发动机展示图
(8)总体来说,这枚以混动效率为目标的「1.5L发动机」(峰值功率81kW/峰值扭矩135N·m),通过15.5超高「压缩比」、「阿特金森循环」、高效的「EGR」、低摩擦和取消传统「轮系」等多项技术优化,理论上实现了43.04%热效率的目标,并且获得了中国汽车工业科技进步奖和中国机械工业科学技术奖等众多奖项。
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