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低油耗的秘诀 解析比亚迪EHS电混系统

来源:爱卡汽车时间:2021-07-26 09:51编辑:胡劭颜编辑:王厅

  最近几年,中国新能源汽车市场突飞猛进,特别是纯电领域实现了“弯道超车”。另一边,中国品牌也没有忘记发展混合动力技术,双电机混动系统开始大放异彩。在这之中,比亚迪DM-i算得上典型代表,其出众效率甚至让一些日系厂商感受到压力。DM-i如何造就超低油耗?EHS电混系统无疑是关键。今天,就让大家走进比亚迪总部,了解一下EHS电混系统背后的奥妙。

  说起DM-i,不妨先来回顾下比亚迪混动技术的发展史。早在2008年,比亚迪便开始涉足混动领域,推出了旗下首款插混产品F3 DM。这款车采用DM 1.0技术,双电机混动系统在当时非常领先。只可惜由于种种原因,F3 DM销量略显平淡,没能让DM品牌深入人心。随后十余年间,比亚迪陆续推出了DM 2.0和DM 3.0,转而采用P3混动架构,并且可以适配P4后桥电机。这两代DM技术侧重动力表现,赢得了不少消费者的关注,“纽北跑不过秦”一度成为网络热门段子。

  早在2008年,比亚迪就推出了旗下首款DM量产车——F3 DM。该车的DM 1.0技术采用串并联方案,机械结构非常集约,设计理念走在了行业前列。后续推出的DM 2.0和DM 3.0调整了技术路线,转而强调动力性能。

  随着市场走向成熟,消费者的需求变得更加理智,低油耗成为混动的核心竞争力。凭借燃油经济性优势,丰田THS和本田i-MMD在国内攻城略地,推动了双电机混动的普及。在这一背景下,比亚迪再度祭出双电机混动系统,并将其命名为DM-i,其中“i”代表intelligent,指智慧、节能、高效。与此同时,强调性能的DM-p将得到保留,两种混动方案瞄准不同的用户群体。

  DM-i是一套插电式混合动力系统,由高效率发动机、EHS电混系统和混动专用刀片电池共同组成。DM-i采用P1+P3构型,整体理念与DM 1.0、本田i-MMD有些相似,是一种返璞归真的混动方案——机械结构简单,但很好地兼顾了动力性和经济性。具体来看,EHS电混系统整合了两台电机、减速器和电控系统,可被认为是一台混动专属变速箱。

  之所以采用串并联设计,主要是为了提升燃油经济性。一台电机与发动机曲轴链接,主要负责发电;另一台电机连接减速器,负责向车轮提供动力。EHS的大逻辑是“削峰填谷”,低负载时储存电能,高负载时再把电用掉,尽可能令发动机处于高效区间,从而提升热能利用率,降低整体的油耗水平。

  增程式电动车(亦称为增程式混动)同样采用P1+P3构型,是否可以与DM-i划等号?答案是否定的。增程系统的发动机仅用来发电,只需要考虑很窄的工况区间;DM-i具备发动机直驱功能,需要匹配全工况发动机和直驱离合器,曲轴输出端的扭矩能够直接传递至减速器。

  DM-i采用横置布局,需要尽可能控制动力系统长度,以适配不同尺寸的车型。为了保证发动机平顺性,气缸数量(4缸/3缸)不能妥协,因此EHS电混系统必须努力缩短轴向尺寸。EHS的两台电机采用异轴布置,将径向空间充分利用起来,节约轴向空间。本田i-MMD功能与之相似,但双电机采用同轴布置,动力系统相对更长一些。

  EHS有三种驱动工况,分别为纯电、串联、并联。纯电工况下,发动机不介入工作,P3电机直接使用电驱动。串联工况下,发动机启动并通过P1电机发电,再由P3电机驱动车轮。并联工况下,直驱离合器闭合,发动机与P3电机同时参与驱动。通常来说,只有负载较大的情况下,控制系统才会允许发动机直驱。

  过去十余年间,电驱动技术取得了长足发展,电池和电机性能提升显著。EHS内部的两台电机均采用扁线绕组,并应用了油冷技术,用来提升散热效率。电机最高效率达97.5%,效率超过90%的工况占比为90.3%,功率密度则达到了44.3kW/L。电机峰值转速为16000rpm,比DM 1.0时代的6000rpm高了许多。

  EHS的电控系统也作出了重要贡献。这套电控系统由比亚迪自研,采用IGBT 4.0技术,电控综合效率高达98.5%,功率密度则达到了21kW/L。

  EHS电动系统现有3种型号,分别为EHS132、EHS145和EHS160,其中数字代表驱动电机的最大功率(kW)。EHS132和EHS145与1.5L发动机匹配,应用于秦PLUS DM-i、宋PLUS DM-i;EHS160与1.5T发动机匹配,应用于唐DM-i以及即将推出的汉DM-i。

  DM-i是一套插电混动(PHEV)系统,动力电池容量较大,电机输出功率充足,因此EHS策略是“以电为主”。即便在馈电条件下,EHS也能维持较高比例的纯电驱动,动力响应、综合效率非常出色。而在馈电高速行驶时,EHS可以频繁采用并联驱动,这是油电混动(HEV)很难做到的事情。

  此前,爱卡汽车曾对秦PLUS DM-i进行油耗测试。在比较理想的工况下,该车的馈电油耗甚至不到3.0L/100km,比官方公布的3.8L/100km低出不少。此外,EHS电混系统的平顺性达到了较高水平,驾驶者很难通过振动察觉发动机启/停。

  编辑点评:历经多年自主研发,中国品牌终于迎来蜕变,推出了更加高效的双电机混动系统。在EHS电混系统的帮助下,比亚迪DM-i技术实现了非常出色的燃油经济性,行驶品质也取得了实质性突破。更难得的是,比亚迪几乎将整条混动产业链掌握在自己手中,成本控制很有优势。造老百姓买得起的好车,国货离这一目标确实越来越近了。

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