不比加速，改拼油耗 解析比亞迪DM-i技術
[愛卡汽車 科技頻道原創]
在中國，説起插電式混合動力技術就繞不過比亞迪。自2008年推出F3DM以來，比亞迪已經累計售出了42萬輛插電混動車型（PHEV），佔據了這個細分市場裏44%的份額。在這個過程中，比亞迪DM插電混動技術的超強動力對品牌的建設和銷量的提升都帶來的非常顯著的效果。十幾萬元的比亞迪秦就能擁有百公里5.9秒的加速性能，這完全顛覆了消費者的認知，也讓比亞迪的PHEV車型迅速走紅。
不過，比亞迪的DM技術並不完美，它在動力方面表現突出，但是燃油經濟性一般。實際上，不管是比亞迪的PHEV車型還是歐洲品牌的PHEV車型，它們的超低油耗（百公里不到2L）通常只停留在NEDC工況的數據上，在實際駕駛中虧電狀態的節油效果並不顯著。而在中國，在意油耗的消費者肯定要遠遠多過追求動力的消費者。所以，比亞迪要想進一步增加PHEV車型的銷量，面臨的最大挑戰就是降低油耗。
為了降低油耗，比亞迪重起爐灶開發出了一套全新的插電混動技術，名為DM-i，i代表intelligent，指智慧、節能、高效；現有的那一套強調動力的插電混動技術則被命名為DM-p以示區別，p代表powerful，指動力強勁。DM-i技術更加註重燃油經濟性，追求極致的效率；DM-p技術則以性能為導向，追求動力和加速。
首批搭載DM-i混動技術的車型是秦PLUS DM-i、宋PLUS DM-i以及唐DM-i。它們將在今年三月份陸續上市，目前公佈的預售價格分別是10.78-14.78萬元、15.38-17.58萬元、19.78-22.48萬元。
這三款新車一改PHEV車型油耗一般的形象，在虧電油耗上有明顯的改善。最省油的秦PLUS DM-i饋電狀態下油耗僅為3.8L/100km，而體系龐大的唐DM-i饋電油耗也僅有5.3-5.5L/100km。得益於超低的油耗，這三款車在加滿油之後的續航里程都能夠達到1000km以上。
在動力方面，DM-i遠沒有DM-p那麼強勁，不過得益於電機的扭矩特性，其加速性能還是可圈可點的。秦PLUS DM-i的0-100km/h加速時間僅為7.3-7.9秒，唐DM-i也只需要8.5-8.7秒。和同級別燃油車相比，比亞迪DM-i車型的油耗要低得多，同時還有不錯的動力性能，比亞迪是如何做到的？
比亞迪的DM插電混動技術經歷了三代的發展，其中第一代是比較注重油耗的串並聯架構，強調發動機與電機的協同；第二代第三代則更加註重動力，強調發動機與電機的共同出力。DM-i技術返璞歸真，採用了與第一代DM技術比較類似的雙電機串並聯架構，但是這套系統裏的每個部分都已經有了巨大的進步。
DM-i插電混動系統由一台高效率的發動機、整合了兩台電機和減速器的EHS電混系統、一組混動專用刀片電池共同組成。下面我們就對這三個部分的技術特點進行逐一解讀。
一、兩款發動機，都有超高熱效率
在混動車型上，雖然混動技術非常關鍵，但是發動機依然是動力總成的心臟。沒有一台高效率的發動機，油耗肯定也低不到哪兒去。為了覆蓋從緊湊型三廂車到中大型SUV的整個產品線，比亞迪為DM-i系統開發了兩台擁有超高熱效率的發動機，分別是驍雲-插混專用1.5L高效發動機和驍雲-插混專用渦輪增壓1.5Ti高效發動機（驍雲是比亞迪旗下弗迪動力的燃油動力品牌）。
驍雲-插混專用1.5L高效發動機是一款自然吸氣發動機，它的動力不強，額定功率僅為81kW（110馬力），最大扭矩也只有135Nm，但是它的峯值熱效率達到了43%，位居世界前列。秦PLUS DM-i和宋PLUS DM-i將搭載這款發動機。對於這款發動機，我們此前已經做了較為詳細的介紹，感興趣的朋友可以點擊下方圖片跳轉閲讀。
驍雲-插混專用渦輪增壓1.5Ti高效發動機的動力更強一些，它的最大功率為102kW（139馬力），最大扭矩則是231Nm。它和前面介紹的比亞迪1.5L自吸發動機一樣採用了高壓縮比（達到了12.5）、取消輪系等設計，其峯值熱效率達到了40%，在渦輪增壓發動機領域，這樣高的熱效率是比較罕見的。唐DM-i將搭載這款發動機。
值得一提的是，這款發動機還採用了VTG可變截面渦輪增壓器。它可以控制廢氣的流速，從而達到控制渦輪轉速的目的。在發動機轉速較低時，可以加快廢氣的流速，驅動渦輪加速，以儘快建立壓力；在發動機轉速較高時，可以減慢廢氣流速，避免渦輪超速或者產生排氣回壓。我們此前已經對VTG技術做了介紹，感興趣的朋友可以去看看。
二、EHS電混系統，工作原理類似本田i-MMD
比亞迪的DM-i系統是怎麼“混”的？這就得説説它的EHS電混系統了。它相當於是兩個電機組成的E-CVT，完全取代了傳統的機械變速箱，與日系混動特別是本田i-MMD系統比較類似。
比亞迪EHS電混系統中的兩台電機採用平行佈置，能夠減小橫向空間，從而適配更多的車型。這兩台電機有一台是發電機，另一台是驅動電機。在電機上方是電控系統，其功率半導體是比亞迪自主研發生產的IGBT 4.0。
從模型上我們可以更加清楚地看到電機的位置，其中綠色的是發電機，紅色的是驅動電機。這兩台電機是轉速可達16000rpm的超高轉速扁線電機，最高效率達到了97.5%。和傳統繞組相比，扁線繞組線圈結構的橫截面積更大、長度更短，所以電阻和能量損耗都得以降低，所以扁線電機有更高的效率和功率密度。
在實物和模型上都看不到的地方，EHS電混系統中還包括了一台直驅離合器。也就是説DM-i系統是可以實現發動機直驅的。據現場的工程師介紹，DM-i系統在時速60-70km/h就可以進入發動機直驅狀態。
EHS電混系統完全取代了傳統的機械變速箱，裏面只有一個單級減速器。整套系統的結構並不複雜。
從左側的示意圖中我們可以看到：在直驅離合器打開時，發動機帶動發電機產生電能，為驅動電機供電，車輪上的動力全部來自驅動電機，EHS電混系統是串聯狀態；在直驅離合器閉合時，發動機可以直接向車輪輸出動力，同時也可以帶動發電機產生電能，EHS電混系統是發動機直驅模式或者發動機與電機並聯的模式。
比亞迪説DM-i是“以電為主的混動技術”，是因為該系統會在很大一部分工況裏處於串聯狀態，動力主要來自電機，因此可以獲得如同電動汽車一般的順暢駕駛體驗，同時發動機可以長時間工作在高效區間。它的運行模式非常類似本田的i-MMD混動系統，區別主要有2點：本田i-MMD的雙電機是同軸的、本田i-MMD較少用到並聯模式。
根據驅動電機功率的不同，EHS系統可以分為三種，分別是EHS132、EHS145和EHS160。其中EHS132和EHS145搭配1.5L自吸發動機，應用於秦PLUS DM-i和宋PLUS DM-i，系統綜合最大功率分別是160kW（218馬力）和173kW（235馬力）；EHS160搭配1.5Ti發動機，應用於唐DM-i，系統最大功率是254kW（345馬力）。
三、混動專用刀片電池，安全和性能都有保障
前面説到比亞迪DM-i技術與本田的i-MMD技術比較類似，但它們之間還有一個很大的區別是DM-i的電池容量較大，可以外插充電，甚至可以直流快充，而i-MMD的電池較小，不能外插充電。比亞迪當然也可以推出不插電版的DM-i，但是這樣就無法享受國家的新能源政策優惠了。在成本方面，插電版的大電池雖然較貴，但是能夠能夠拿到補貼，並可以省下一兩萬元的購置税，所以競爭力還是非常強的。
刀片電池是比亞迪標誌性的電池技術，其最大的特點是安全，可以穩定通過針刺試驗而不起火。
DM-i車型搭載的是功率型刀片電池，電芯單體的電壓為25.6V，容量為1.22kWh。多個電芯組成的電池組容量為8.3-21.5kWh，可以支持車輛以純電模式行駛50-120km。其中，採用大容量電池的長續航車型配備了直流快充接口，可以更快地補充電量。
DM-i專用的功率型刀片電池採用了先進的熱管理技術，它是全球首款脈衝自加熱電池，並採用了冷媒直冷技術。
值得一提的是，DM-i車型全球首家搭載了磷酸鐵鋰12V電瓶，並配備了獨立的BMS，令系統效率提升了13%。磷酸鐵鋰小電瓶的應用，令DM-i車型實現了徹底無鉛化。
編輯點評：目前中國新能源汽車市場是純電動汽車佔據了絕對的大頭，插電混動車型的銷量比較小，其中的一大原因就是純電動汽車的使用成本優勢明顯。比亞迪DM-i插電混動技術在擁有不錯動力性能的同時大幅降低了油耗，擁有非常強大的競爭力。這項新技術的出現將為比亞迪贏得更多的消費者，也能幫助插電混動車型獲得更大的市場份額。
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