比亚迪双模技术(比亚迪技术发动机电机双模)「比亚迪双模电动车原理」

近几年来,各自主品牌的不断崛起已经对合资品牌造成了不小的冲击
尤其是对于在新能源市场上占据主导地位的比亚迪来说,其在国内汽车市场的发展不可谓不迅速,不仅诞生了许多竞争力很强的产品,甚至可以说对中国汽车工业做出了巨大贡献
比亚迪先前给我留下的印象就是一个字:快
直到这次有机会对比亚迪第三代双模DM3技术进行了一次全面了解,并且对唐DM和秦Pro DM两款产品进行了短时间体验后,让我对比亚迪有了新的认识
为了能将复杂的DM3技术完整解释清楚,并且便于大家理解其中的奥秘,在写这篇文章之前,我也邀请到在整车三电系统开发及智能车身开发领域潜心研究多年的业内资深工程师——高建华老师
希望以专业的观点,结合我们日常用车场景,为大家揭秘比亚迪的DM3技术
l 靠谱产品+持续创新+有效宣传=优异的市场表现在很多人看来,比亚迪的市场宣传方向,或者说一大卖点,就是其加速能力,比同级别竞争对手快还不够,甚至还想比那些动辄百万的车加速快
最让我们记忆深刻的就是当初比亚迪举办“秦·战列国”直线加速擂台赛,结果可以说是非常完美,不仅让不少粉丝及潜在消费者更加明确了购车意向,同时也让更多人给比亚迪绑定了“加速快”这个标签
可以说从事件营销的角度来看,比亚迪是成功的
但这也只是比亚迪打开市场的一个突破口,或者说创造出一个让用户记住的卖点
因为对于汽车这种产品来说,仅仅是动力强、加速快,是不足以带来比亚迪如今的市场表现,以及良好的用户口碑的
真正能够获得消费者的认可,还是要靠产品本身不断地技术创新,以及全面领先竞争对手的性能表现
当然所有的技术创新,都必须要建立在用户的实际需求基础上
综合到汽车研发的性能表现上,也就是用户最为关切的动力性、经济性、平顺性和静音性等等
在这几点上,比亚迪可以说在每代产品上都有不小的提升
作为国内新能源领域的启蒙者,比亚迪从2003年涉足汽车行业开始便致力于新能源动力、传动系统的研发
逐渐克服了国际技术壁垒、国内技术积累薄弱等障碍,成功开发第一代DM技术,并应用在于2008年上市的F3DM车型上
当时这套驱动系统的动能模式状态切换还比较少
在此基础上,又经过了5年的积累,比亚迪在2013年正式推出第二代DM技术,更强劲的动力、更高效的传动、更平顺的驾驶体验以及更多的动能模式,让比亚迪再一次推动了新能源市场的发展
其中我们最熟悉的,就是“542”科技(0-100公里/小时加速时间5秒以内;极速电4驱;百公里油耗小于2升),可以说从性能、安全、油耗三个方面重新定义了汽车标准
而今年6月份上市的比亚迪全新一代唐DM,凭借性能全面提升的第三代双模DM3混动技术加持,具有全时电四驱功能,0-100公里/小时加速最快只需4.3秒,持续引领新能源汽车技术的发展,甚至可以说是一台让中国汽车从追赶变为超越的作品
l 加入BSG电机,是DM3技术的最大创新点我们先要来解释一下比亚迪DM(Dual Mode)系统,其实就是将纯电动和混合驱动两种模式并存一车,也就是EV和HEV并存
这种技术一方面可以以动力电池的能量纯电动行驶较长里程,另一方面又可以以发动机和电动机共同驱动车辆,兼顾油耗和动力,适用性是目前新能源车型里相对较强的一种
而对于第三代双模DM3技术来说,其最大的创新点是加入了BSG电机,形成P0-P3-P4架构
那么什么是P0-P3-P4呢?简单解释,P0就代表BSG电机,P3代表前轴驱动电机,P4代表后轴驱动电机
结合一台涡轮增压发动机,以及混合动力变速器,得以实现P0+P3+P4(三擎四驱)、P0+P3(前驱)、P0+ P4(双擎四驱)三种动力架构组合
也就增加了比亚迪旗下混动产品的多样性,为用户提供更为多元的动力选项
在解释BSG电机带来哪些好处之前,我们需要先了解一下第二代双模DM2技术所存的问题
其实比亚迪一直擅长使用前后双电机布局,后驱动电机的功能很简单,就是让车子实现四驱,从而提升整车的动力性表现,以及增强通过能力
而问题就出在前轴上,前电机同发动机一起驱动前轮,也就说明前电机需要“一心多用”,除了承担发电功能外,还需要满足车辆在各种工况下,配合发动机一起提供动力,这就给系统标定造成很大的难题
而在加入BSG电机后,启动发动机和进行发电的工作则交给了BSG电机,这样一来,前驱动电机的负担减轻,也就避免了很多动力耦合上会出现的问题,车辆在启停、怠速、换挡、加速等方面平顺性得到极大改善,不同工况之间的过渡也更加平顺
并且由于BSG电机的加入,当发动机处于低效区时,BSG可以实现对发动机调速,也就是提前拉升发动机转速,在启动时越过发动机低速抖动区间再点火,显著改善了自动启停时的平顺性
而在升降挡过程中,BSG电机也将主动控制发动机转速,使其与车速、挡位相对应,改善行驶中的换挡平顺性
并且DM3技术采用了比亚迪第三代永磁同步电机,动力响应速度仅为燃油发动机响应时间的十分之一,也就带来更直接的动力输出、更精准的扭矩控制和更安全的驾驶体验
又得益于BSG电机的大功率及与发动机更为合理的减速比, 车辆低效区间油耗得到有效降低,并且DM3技术通过对发动机、驱动电机、混动变速器、控制策略及系统架构等多方面的优化,减小机械摩擦、改善物理结构、优化档位变换,统筹多控制单元,从而提高燃油经济性表现
另外,采用P0 BSG大功率直驱电机的以比亚迪DM3技术为代表的分立式混动驱动布局,相比于丰田THS行星齿轮分流结构,具有相对独立的特性,更适合发挥电机大扭矩、高动力性能的优势,同时也不存在传动比反向制约,电机高效区与发动机高效区重合,在全工况都可以提供高效高性能
l 坚持以消费者为导向的设计,实现系统的综合提升对于混动车型来说,在研发过程中,除了考虑动力的耦合是否平顺?各工况的过渡是否平顺以外,各工况切换时如何进行能量分配?如何高效的工作?各系统部件的热管理策略等等,这些都是需要着重考虑的问题
对于比亚迪来说,好在有着长期的技术积累以及全产业链整合能力,在核心的电机、电机控制器、电池、发动机以及变速器方面都有自己的软硬件设计和制造能力,可以说具备相当的自主研发能力
也就是说,在进行混动系统设计的时候,架构设计自由度比较高,可以自由地选择动力的混动模式,不会受到零部件供应商的限制
比如说根据系统加速要求,整车需要在4.3秒完成0-100公里/小时加速,同时也要具有四驱功能以及单独前驱功能等,那么就需要自行对电机、变速器、发动机进行设计,从而让动力系统的扭矩和功率满足特定的指标要求
如果不是自己设计,而是采购供应商的零部件,则很难选择到适合的电机、发动机以及变速箱,即便有,可能也很难能够符合整车的布置需求
当然,比亚迪在软件上也是自行开发的,所以在不同的驾驶模式下,不同的驱动模式下,可以自行设计最佳的控制策略,不受限于供应商的约束
当然,如今比亚迪的DM3混动技术,经过10年的摸索与创新,已经从产品开发,到结构设计、控制策略,再到仿真分析、实验验证,都形成了完整的研发体系
研发团队在全新系统架构上,通过对扭矩管理、能量管理、热管理3大技术体系的全面优化,实现了卓越的性能提升
尤其是在能量管理上,对于混动系统来说,由于发动机与电动机的固有特性存在差异,所以如何最大限度地额利用各动力源的优点,弥补各动力源的不足?是能量管理策略的重点,可以说对整车性能的提升起着决定性作用
而比亚迪利用先进的能量流测试平台及数字化仿真平台,并通过大量的多工况实车测试,让整车能量流控制得到了更加精准的优化
同样,在混动汽车上,发动机需要经常启停,尤其是在市区低速路段行驶的过程中更加明显
一旦需要超车,就需要发动机介入工作,但完成超车后,发动机也许只工作很短一段时间就又停机了
这种情况里发动机一直处于半暖机状态,燃烧效率、排放以及对于发动机的寿命影响等都不是最优的
在加入BSG电机后,大大优化了发动机的工作区间,可以始终让系统保持在最佳工作状态
另外,相比于传统的热管理技术,DM3混动热管理的优化也同时让发动机在短暂的时间内达到最佳的工作状态
另外,为了实现全气候工况下,整车的超长续航与超强耐久性,还需要对单体、电池包等进行仿真实验及优化
比亚迪通过对DM3系统的高温冷却、低温冷却、电机电控冷却、电池热管理、空调等5大系统进行升级优化,从系统架构及热管理策略实现全面优化,获得更加高效的动力表现
l 五大驱动模式解析,全工况兼顾动力与经济模式1:EV纯电四驱模式——最经济EV纯电四驱模式是5个模式中最环保的模式,可实现零排放
也就意味着发动机不介入工作,仅由前后两台电机驱动
即便如此,也能实现纯电最大功率290kW,最大扭矩630Nm的强劲动力,已经相当于甚至超过了一台V6发动机
值得一提的是,该模式并没有速度限制,在全工况下都可以使用
全新一代唐DM在满电情况下,可以使用该模式纯电行驶100公里
模式2:HEV并联驱动模式——最强劲在HEV并联驱动模式下,前后两台电机与2.0T发动机将实现“三擎合力”,爆发出441kW的最大输出功率以及950Nm的最大扭矩
对于全新一代唐DM来说,可以实现最快4.3秒的0-100公里/小时加速时间
模式3:HEV串联驱动模式——最高效HEV串联驱动模式是第三代DM技术独有的驱动模式,可以理解成“增程式混合动力”,在该模式下,车辆保电能力更强、行驶更平稳
全新的BSG电机架构,让前驱动电机不再需要兼顾发电任务,在低速蠕行时,直接让发动机在最经济的转速下通过高电压、高功率密度BSG电机快速发电,这比原来受车轮转速影响的前电机发电模式更高效
同时在低速蠕行时,消除了传统发动机的离合反拖和反复启停发动机过程,提供无冲击感的行驶平顺性
模式4:发动机驱动模式发动机驱动模式解决了传统混动技术在高速巡航时油耗较高的问题
BSG电机本身的高功率密度和高电压让发电效率大幅提升,且由于电能转化不再经过变速箱传动,不存在浪费
在不外接充电的情况下,可获得更快的自充电速度,减少燃油消耗
模式5:能量回收模式DM3的另一项秘籍是高效动能回收
高功率密度电机的电能转化效率更高,在硬件层面保障能量回收效率;另一方面通过软件优化,对于制动和滑行状态的动能回收更充分,并且让整个回收过程衔接流畅,避免破坏平顺的驾驶感受
l 强劲动力外,为消费者带来更极致的用车体验在动力性表现上,由于从发动机、电动机、混动变速器、整车动力学模型优化几个方面进行提升,使得搭载比亚迪第三代DM技术的车辆最高能够实现总输出功率441kW,总输出扭矩950Nm的强劲动力,相比第二代DM技术分别提升19%和16%,所以全新一代唐DM的0-100公里/小时加速时间仅为4.3s,加速感受甚至比一些百万级的跑车还要强
在舒适性表现上,第三代DM技术通过BSG电机的加入完全避免了DCT变速箱的反拖启动发动机过程,大大降低了起步阶段发动机在低转速区间的抖动情况,平顺性得到极大改善
同时,底盘的整体感也更强,减震的软硬设定适中,在通过减速带等瞬态冲击时,车内的冲击感不是非常明显,同时前后减震的表现也比较一致
并且在对秦Pro DM进行城市道路试驾体验时发现,比亚迪不仅完美解决第二代DM技术的平顺性问题,而且整个动力系统也不再有烦人的高频噪音
同时整个驾驶舱的NVH表现令人非常满意,甚至比一些合资品牌还要出色
看得出比亚迪在NVH优化提升方面,做出了非常多的努力
除此之外,由于全新一代的比亚迪产品配备了基于全球首创的汽车智能开放平台——DiLink智能网联系统,让DM3技术实现了OTA远程升级
这也就意味着我们的整车系统能够像手机系统一样进行版本更新,或者说具备智能自进化能力,这种创新性的提升,为用户体验带来无限可能
l 总结比亚迪第三代双模DM3技术的核心诉求是兼顾纯电行驶和混合动力行驶
从数据上看,可以实现100公里的纯电行驶,电动机的输出也足够,也就意味着日常使用工况不必启动发动机,可完全作为一台纯电动车
而在混合动力状态下,由于BSG电机的加入,改善了发电效率和换挡时转速、扭矩的响应速度,减少了冲击
同时保证发动机的高效运转,全工况的燃油经济性得以提高
拥有近20年造车经验和历史底蕴的比亚迪,凭借在新能源汽车技术上的实力与能力,不断以优质产品力满足消费者的真实需求
而通过DM3混动技术,也将比亚迪插电式混合动力产品的综合性能、用户体验提升到了新高度,得到了市场的充分肯定
(转载自汽车工程师联盟)
比亚迪双模技术(比亚迪技术发动机电机双模)
(图片来源网络,侵删)

联系我们

在线咨询:点击这里给我发消息