[汽車之家 技術(shù)] 在2019上海車展上,,比亞迪展臺一次性帶來了六款新車,其中包括宋Pro EV,、宋MAX EV,、宋Pro DM、S2,、e2以及純電動概念車e-SEED GT,,除了家族式Dragon Face的設計語言讓新車顏值越來越高之外,新車背后的平臺架構(gòu)才是幫助當前比亞迪奠定市場優(yōu)勢的關鍵,,在今天的文章中,,我們也一起回顧一下比亞迪在新能源技術(shù)發(fā)展上走過的“艱難之路”。
在本次車展比亞迪的新能源陣營中,,e2,、S2,、e-SEED GT均來自于比亞迪的模塊化純電動平臺——e平臺,而以宋Pro DM為首的插電式混動車型則來自于比亞迪的DM雙模平臺,。由于雙模平臺已有十余年的歷史,,且目前來自該平臺的車型較多,所以我們先從雙模平臺聊起,。
● 開創(chuàng)國內(nèi)插電式混動車型時代
2008年12月,,搭載第一代雙模系統(tǒng)的比亞迪首款插電式混動車型F3DM正式上市,同時F3DM也是中國品牌首款插電式混合動力車型,;其實早在2006年,,F(xiàn)3DM就已研發(fā)成功,但由于國家政策,、充電設施等因素不完善,,所以該車型一直被推遲到2008年才上市。
F3DM所搭載的發(fā)動機型號為371QA,,這也是后來配備在比亞迪F0上的發(fā)動機,,排量僅1.0L,最大功率50kW(68Ps),。此外電動系統(tǒng)包括兩臺電動機(最大轉(zhuǎn)速6000rpm/min),,主電動機最大功率50kW(68Ps),副電動機最大功率25kW(34Ps),,副電機同時還充當發(fā)電機,。
F3DM有EV和HEV兩種模式,在中低速行駛時,,電動機驅(qū)動車輛,,當車輛滑行或減速時,電動機反轉(zhuǎn)進行動力回收為電池充電,;當車輛高速行駛或急加速時,,發(fā)動機、電動機同時工作,,為車輛提供最強的動力輸出,。F3DM動力電池組為100塊串聯(lián)的磷酸鐵鈷鋰電池,在純電模式下,,當電池電量剩余20%時,,發(fā)動機即帶動發(fā)電機為電池充電。
● 步入正軌的比亞迪DM二代
到二代雙模系統(tǒng)時,,其工作邏輯與一代系統(tǒng)大致相同:純電模式下,,電動機帶動車輛,在混動的模式下,系統(tǒng)會默認使用純電驅(qū)動,,當電池電量過低或駕駛員需加大動力輸出時,,車輛可自動或手動切換至混動模式(HEV),發(fā)動機介入工作,。同時在所有模式中,,當車輛減速或制動時,電動機都會充當發(fā)電機進行能量回收,,為電池組充電,;若通過外接電源為電池組充電,可在5小時內(nèi)充滿,。
但除了工作模式外,,DM二代系統(tǒng)相比一代系統(tǒng)在硬件方面有了較大的升級。2013年,,比亞迪秦DM正式上市,,比亞迪的第二代雙模系統(tǒng)也隨之首次面世。與之前F3DM所搭載的DM一代不同,,DM二代提高了發(fā)動機功率,、電控系統(tǒng)電壓,換裝了高轉(zhuǎn)速電機,、較高密度電池等等,。
相比一代雙模系統(tǒng),DM二代換裝了最大功率為112kW(153Ps)的1.5T發(fā)動機,,這也是后期比亞迪速銳等車所搭載的發(fā)動機,相比F3DM的1.0L發(fā)動機來說,,高功率發(fā)動機無疑為秦DM帶來了強大的動力提升,,再加上最大功率110kW(150Ps)的電動機,DM二代為秦DM提供了最大綜合功率222kW(303Ps)的動力表現(xiàn),。
發(fā)動機功率提升的同時,,DM二代可支持單/雙電機架構(gòu),全新單電機與一代雙模系統(tǒng)中電機的定/轉(zhuǎn)子不同,,且電機體積相較之前的電機減小了50%,,但新電機最大功率達到了110kW(150Ps),最大扭矩達到了200N·m,,使新電機功率質(zhì)量比達到了3.9kW/kg,。
此外DM一代中的電機最高轉(zhuǎn)速僅為6000rpm/min,全新的高轉(zhuǎn)速電機轉(zhuǎn)速可達12000rpm/min,,為了減小電流,、降低電機熱衰減、提升系統(tǒng)效率、匹配高轉(zhuǎn)速電機,,DM二代的電驅(qū)系統(tǒng)電壓也由上一代的330V提升至了500V,。
F3DM匹配的是單速變速箱,而秦DM換裝了6速雙離合變速箱,,換裝雙離合變速箱獲得的提升就是更寬泛的齒比可使動力系統(tǒng)在更加高效節(jié)能的動力區(qū)間工作,。綜合了動力系統(tǒng),、傳動系統(tǒng)的升級,,官方給出秦DM的0-100km/h加速時間為5.9秒。
除以上所升級的方面,,秦DM還配備了經(jīng)過比亞迪改良的高密度,、高電容磷酸鐵鋰電池,,F(xiàn)3DM電池容量為16kWh,純電續(xù)航里程在60km左右,,而秦DM的10kWh電池組就能為其提供50km的純電續(xù)航里程(電池容量減小37.5%,,純電續(xù)航里程僅減少16%)。
也許第二代雙模系統(tǒng)綜合實力的提升是對比亞迪很大的鼓舞,,秦DM推出后,,比亞迪在2014年就落實了“542”戰(zhàn)略,“542”戰(zhàn)略首款產(chǎn)品唐DM的表現(xiàn)又著實讓比亞迪高興的一把,。
● 比亞迪的“542”戰(zhàn)略
在第二代雙模系統(tǒng)的基礎上,,比亞迪推出了“542”戰(zhàn)略,“5”即代表0-100km/h加速時間5s以內(nèi),,“4”即全面實現(xiàn)電動四驅(qū),,“2”即百公里油耗2L以內(nèi);2014年,,比亞迪第一代唐DM作為“542戰(zhàn)略”的首款產(chǎn)品亮相北京車展,,新車綜合最大功率為370kW(503Ps),最大扭矩達到720N·m,,官方給出的0-100km/h加速時間為4.9s,,百公里油耗2L。
相比同樣搭載第二代雙模系統(tǒng)的秦DM而言,,唐DM換裝了動力更強勁的2.0Ti發(fā)動機,,發(fā)動機最大功率達150kW(205Ps),最大扭矩為320N·m,;且秦DM只搭載了一臺電動機,,唐DM則在前后橋各搭載了一臺電動機,從而使其綜合最大功率達到370kW(503Ps),,最大扭矩達到720N·m,。
當時第一代唐DM可以說是比亞迪二代DM系統(tǒng)中最出色的產(chǎn)品,,總的來說,比亞迪二代雙模系統(tǒng)相比一代在很多方面有了提升,,比如:
● 換裝了更大功率的發(fā)動機,,更高效、轉(zhuǎn)速更高的電動機,,從而實現(xiàn)了更強的動力輸出,;
● 電驅(qū)系統(tǒng)電壓升高,從而提升了系統(tǒng)效率,、可匹配高轉(zhuǎn)速電機,;
● 換裝了雙離合變速箱,使動力系統(tǒng)可在高效節(jié)能的工作區(qū)間工作,;
● 換裝了密度更高,、體積更小、質(zhì)量更輕的全新磷酸鐵鋰電池,;
此外,,除了行駛相關方面的提升,DM二代系統(tǒng)還有一項比較實用的技術(shù):雙向逆變充放電技術(shù),;充電樁,、電池組均為直流電,所以充電樁可直接為電池直接充電,,而雙向逆變充放電技術(shù)使家用交流電也可直接為電池組充電�,,F(xiàn)在幾乎所有插電式混動車型均可通過家用交流電充電,但在2014年,,這還是創(chuàng)新,。
『圖片質(zhì)量不佳,請見諒』
目前第二代雙模系統(tǒng)依然活躍在市場上,,但不免有一些被車主詬病的問題,,比如掉電快、內(nèi)燃機介入時平順性差等等,;解決這些問題也只能寄希望于第三代雙模系統(tǒng)了。
● 終于備受關注,,火遍大江南北
繼DM二代后,現(xiàn)款唐DM搭載的就是比亞迪DM三代系統(tǒng),,這也是目前比亞迪最新的雙模系統(tǒng),,相比前兩代雙模系統(tǒng)來說,用戶對DM三代的關注度應該是最高的,,我想其中一個原因是目前插電式混動系統(tǒng)備受關注,,還有一個原因就是比亞迪的第三代雙模系統(tǒng)相比第二代又有了長足的進步。
其實比亞迪第二代雙模系統(tǒng)為第三代打了很好的底子,以至于第三代雙模系統(tǒng)在二代的基礎上根本不需要“大手術(shù)”就能有很不錯的表現(xiàn),,不過DM二代中有一個讓車友吐槽的短板——掉電快,,這個缺點即在DM三代系統(tǒng)中通過加入BSG電機進行了優(yōu)化,同時這也是DM三代較為重要的升級,。
在DM三代系統(tǒng)中,,BSG電機的電機編號為P0,與發(fā)動機距離越遠的電機編號越大,,比如P0,、P1、P2,、P3……BSG電機不是主要的驅(qū)動電機,,所以與DM二代相同,新系統(tǒng)依然配備了另外兩臺電機,,電機編號分別為P3,、P4,三臺電機綜合起來就是“P0+P3+P4”混動架構(gòu),,它使電機們各司其職,,每臺電機做了最擅長的工作,從而將工作效率大大提升,。
DM三代中的BSG電機工作電壓高達360V-518V,,而在48V輕混車型上,BSG電機工作電壓僅為48V,,高電壓帶來的好處就是電流小,、發(fā)電效率高(最高達94%)。在常規(guī)需要發(fā)電的情況下,,BSG電機可直接為動力電池充電,;此外在發(fā)動機處于怠速運轉(zhuǎn)或車輛蠕行時,由于車輪轉(zhuǎn)速過慢,,所以傳統(tǒng)發(fā)電機難以高效率發(fā)電,,此時BSG電機仍可在發(fā)動機的帶動下,以較高效率進行發(fā)電,;
除了節(jié)能,,我們說過BSG電機兼做了起動機的工作,BSG電機啟停轉(zhuǎn)速可達到800-1600rpm/min左右,,這超過了發(fā)動機的怠速,,所以由它做起動機還優(yōu)化了一個不足——減小發(fā)動機介入時的突兀感。
除了新架構(gòu),,更復雜的熱管理交叉系統(tǒng)也是DM三代的提升點,,因為其可減小電池在低溫環(huán)境下的能量衰減,。DM三代實現(xiàn)了用發(fā)動機作為空調(diào)系統(tǒng)的熱源,利用發(fā)動機熱源為電池組提供預熱,、保溫,,利用空調(diào)系統(tǒng)中的冷媒為電池、電機系統(tǒng)降溫,,從而減小了電池組在低溫環(huán)境下的能量衰減,。
● DM三代在實車上表現(xiàn)如何呢?以現(xiàn)款唐DM以及搭載第二代DM系統(tǒng)的上一代唐DM為例:
現(xiàn)款唐DM與上一代唐DM參數(shù)提升對比 | |||
上一代唐DM | 現(xiàn)款唐DM | ||
功能性 | 總輸出功率 | 371kW(504Ps) | 441kW(599Ps) |
總輸出扭矩 | 820N·m | 950N·m | |
加速時間 | ≤4.9s | ≤4.3s | |
經(jīng)濟性 | 電耗 | ≤24.4kWh/100km | ≤22.5kWh/100km |
油耗 | ≤8.8L/100km | ≤7.5L/100km | |
綜合油耗 | ≤1.8L/100km | ≤1.6L/100km |
說完了雙模平臺,,我們簡單說一下在開篇提到的比亞迪用于生產(chǎn)純電動車的模塊化平臺——e平臺,,因為元EV、e1,、e2,、e-SEED GT均出自e平臺,日后e平臺也要誕生更多的純電動車,,所以趁著車展,,我們用比亞迪帶來的平臺模型簡單聊聊關于e平臺的事。
● 模塊化平臺——e平臺
比亞迪e平臺即純電平臺,,“33111”高集成度標準模塊化設計是e平臺亮點之一,,其中第一個“3”代表著驅(qū)動電機、電控和減速器組成的三合一模塊,;第二個“3”是指高壓充配電系統(tǒng)OBC(車載充電器),、DC(直流變直流轉(zhuǎn)換器)和PDU(配電箱)組成的三合一模塊;第三個數(shù)字“1”表示各種車身控制器集成在一起的一塊PCB板,;第四個數(shù)字“1”表示一塊搭載“DiLink”系統(tǒng)的智能旋轉(zhuǎn)大屏,;最后一個“1”代表一塊動力電池模塊。
高集成度標準模塊化帶來的優(yōu)勢就是,,根據(jù)車型不同,,可匹配不同動力平臺,比如元EV360采用70kW動力平臺,,而唐EV600采用180kW動力平臺,,如此一來,至于為什么比亞迪能在本次車展推出這么多款新車,,也就可以理解了,,因為如此成熟的高集成度模塊化平臺可以支撐比亞迪推出不同級別、不同需求的純電動車,。
此外,電驅(qū)動系統(tǒng)是電動車中不可或缺的部分,,在電驅(qū)動系統(tǒng)中,,比亞迪自主研發(fā)的IGBT也是e平臺的重頭戲,,IGBT全稱“絕緣柵雙極型晶體管”,其直接控制驅(qū)動系統(tǒng)的直流電,、交流電轉(zhuǎn)換,,決定了電動車扭矩、功率等,,IGBT的芯片和動力電池電芯即我們常說的“雙芯”,,比亞迪也是中國第一家實現(xiàn)車規(guī)級IGBT大規(guī)模量產(chǎn)的車企。
總結(jié):
相比于雙模系統(tǒng)來說,,e平臺的歷史并不長,,但e平臺的高度集成化、標準化,、模塊化為比亞迪帶來了重大價值,,起碼它能使比亞迪在推出新車時節(jié)省研發(fā)成本、節(jié)省研發(fā)時間,�,?偟膩碚f,從第一代雙模系統(tǒng)到第三代雙模系統(tǒng),,再到e平臺,,我相信比亞迪的一次次革新并不輕松,但好在我們迎來的是一款款更加出色的產(chǎn)品,、一代代更經(jīng)濟,、更成熟的平臺。
據(jù)我們的一份調(diào)查問卷結(jié)果顯示,,在近500人中,,有超過一半的消費者認為:國家新能源車補貼應該退坡,讓市場促進新能源車的成長,。讓車企們“自食其力”,,也許這會激發(fā)出更多好產(chǎn)品,同時我相信眾多消費者也會和我一樣,,期待更多中國車企形成自主技術(shù)壁壘,,讓中國新能源車領跑全球市場。不知道你們對目前比亞迪的新能源產(chǎn)品,、對中國品牌的新能源產(chǎn)品有什么看法呢,?留下來聊聊?(文/汽車之家 尤冬青)
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