6、「EHS系统」:比亚迪DM-i混动系统的核心/聊完了「骁云发动机」接下来便是整套「比亚迪DM-i混动系统」的另一个核心:「混动专用变速器」,比亚迪称之为「EHS系统」,也可以理解为「E-CVT」。
1)「EHS系统」的结构为『串并联双电机』结构,工作原理传承了「第一代DM混动系统」以『电驱动为中心』的设计理念,并进行了全面的优化:
(1)与「第一代DM混动系统」不同,「比亚迪DM-i混动系统」将两个能达到16000转的高速「电机」为并列放置,从而将整个「混动专用变速器」的体积减小了约30%,同时减轻了约30%左右的重量;
(2)「发动机」直连「发电机」(P1电机或ISG电机),通过「离合器」与「减速齿轮」相连,最后走向「输出轴」。而「驱动电机」(P3电机)直接通过「减速齿轮」,最终「功率」同样流向「输出轴」,效率更高,更省油。
EHS系统结构示意图
2)根据「驱动电机」的「功率」,目前「EHS系统」由三个版本组成:
「EHS132」:「发电机」峰值功率75kW,「驱动电机」峰值功率132kW; 「EHS145」:「发电机」峰值功率75kW,「驱动电机」峰值功率145kW; 「EHS160」:「发电机」峰值功率90kW,「驱动电机」峰值功率160kW。
3)而将三款「EHS系统」适配到车型上时,也会采用不同的「骁云发动机」:
「EHS132」和「EHS145」采用1.5L「骁云发动机」; 「EHS160」采用骁云1.5Ti「骁云发动机」。
比亚迪DM-i混动系统工作原理示意图(动图)
4)而「比亚迪DM-i混动系统」同样拥有混动系统常见的工作模式:
(1)纯电模式:在起步与低速行驶时,「驱动电机」由「电池」供能驱动车辆;
(2)串联模式:「发动机」带动「发电机」发电,通过「电控」将电能输出给「驱动电机」,直接用于驱动「车轮」。在中低速行驶或者加速时,若「SOC值」较高,则整车控制策略会将驱动切换为纯电模式,「发动机」停机。若「SOC值」较低,则控制策略会使「发动机」工作在油耗最佳效率区,同时将富余能量通过「发电机」转化为电能,暂存到「电池」中,实现全工况使用不易亏电; 并联模式:当整车行车功率需求比较高时(比如高速超车或者超高速行驶),「发动机」会脱离经济功率,此时控制系统会让「电池」在合适的时间介入,提供电能给「驱动电机」,与「发动机」形成
(3)并联模式;
a.动能回收模式:当刹车时,动能通过「驱动电机」进行回收;
b.发动机直驱模式:在高速巡航的时候,通过「EHS系统」内部的「离合器」模块将「发动机」动力直接作用于车轮,将「发动机」锁定在高效率区,同时,为了避免「发动机」能量的浪费,「发电机」和「驱动电机」随时待命,在「发动机」功率有富余时,及时介入将能量转化为电能,存储在「电池」中,提高整个模式内能量利用率。
比亚迪扁线电机示意图
5)正如此前所说,从结构和工作原理的复杂程度上,「EHS系统」或许并不那么惊艳,但在这套系统的背后有着几项比较关键的技术,包括但不限于:
(1)「扁线电机」:「EHS系统」中的「电机」采用了扁线成型绕组技术,从官方数据来看,「电机」的最高效率达到了97.5%,额定功率提高32%,高效区间(效率大于90%的区间)占比高达90.3%,质量功率密度达到5.8kW/kg;
(2)自研的第四代「IGBT系统」:根据官方数据来看,比亚迪「电控」的综合效率高达98.5%,「电控」高效区(即「电控」效率超过90%的区域)占比高达93%,极大的降低了电控损耗,提高效率。
比亚迪第四代IGBT制造过程示意图(动图)
总的来说,「EHS系统」核心是让「发动机」专注在最佳效率区间运行,而更多地发挥「电机」的作用。
7.「刀片电池」:比亚迪任性的资本
1)从官方放出的消息来看,「比亚迪DM-i混动系统」使用的「刀片电池」应该与纯电车型使用的「刀片电池」略有不同,官方称之为『混动专用功率型刀片电池』,让我不得不感叹,能自己造「电池」的主机厂就是有任性的资格,而其特殊之处大致有以下几点:
比亚迪刀片电池示意图
2)单节「电池」电压达到20V:每节「电池」内串联了若干节(推测为6节)软包卷绕式「电芯」,使得单节电压达到20V以上,确保「电池」在低电量时,仍能有足够的电压保证「电机」驱动效率; 「电池组」灵活搭配:单个「电池组」由10片至20片「刀片电池」组成,换言之电量在8.3~21.5kWh之间,即理论纯电续航可设定在50~120km之间。故此,比亚迪可以在不同级别的车型上搭配不同容量「电池组」;
3)结构简化,空间利用率高:这其实是比亚迪「刀片电池」的共同特点,比如「电池」采用纵向排列,这样就可以将电芯采样线、电线、数据线等置于一侧,从而降低结构复杂度,同时也提升了「电池组」的单位能量密度。
纵向排列的混动专用功率型刀片电池
4)「刀片电池」对于整套「比亚迪DM-i混动系统」而言,其重要性与「骁云发动机」和「EHS系统」一样,缺一不可,异常重要。
搭载比亚迪DM-i混动系统的比亚迪秦PLUS DM-i
5)比亚迪DM-i混动系统:一套以电为主的自研混动系统,拥有三大核心混动技术,四种主要的混动模式,打造低油耗、高舒适性的驾驶体验。
宋Pro DM-i
8、比亚迪DM双平台战略:阶段性成果/2022年1月3日,比亚迪公布2021年销量数据:2021年乘用车全系销售730093辆,其中搭载「比亚迪DM混动系统」的车型累计售出272935辆。随着搭载「比亚迪DM-i混动系统」的多款车型陆续登场,相信比亚迪DM车型的销量必将节节上升。
比亚迪DM混动系统的技术路线概览
1)「比亚迪DM-i混动系统」是目前比亚迪在混动技术领域的王牌,其经济性和实用性不言而喻。
2)正如此前所总结的那样,「比亚迪DM-i混动系统」最可贵的点在于:比亚迪拥有「电池」、「电控」到「电控芯片」等关键部件研发和制造的能力。
|