電池研究院： 比亞迪第三代DM技術如何節(jié)油？

皆電GeekNEV此前在《蓄電池裝車100周年 新A8L做了道精妙算術》一文中解讀過奧迪48V弱混與BSG電機如何實現(xiàn)低油耗。這一回，比亞迪新出品的新一代唐DM（點擊：新車首試 / [打榜]評測）攜第三代DM插混技術而來，其節(jié)油技術之細節(jié)也足夠讓我們解讀一番。

先說感性（駕駛體驗），再聊理性（工程學技術）。全新一代比亞迪唐DM的混動系統(tǒng)構造比前作更加高階，常用的駕駛模式則簡單分為“Eco節(jié)能”與“Sport運動”兩種，讓駕駛者更容易理解和使用。兩種駕駛模式的駕駛體驗都近乎瘋狂，運動模式尤甚。

一旦激活運動模式，全新一代唐DM的“暴脾氣”全部上身，950N·m最強扭矩輸出命令隨時到埠 —— 官方百公里加速時間4.5秒(普通版)/4.3秒(智聯(lián)創(chuàng)世版)，皆電在普通版之上實測也達到了4.65秒。

漢斯在比亞迪全新一代唐DM的底盤上下足了輕量化的工夫，前下擺臂、轉向節(jié)、后下控制臂縱臂、副車架均為鋁合金材質(zhì)，輕巧材質(zhì)換得更短的破百時間與更長的純電續(xù)航。

本文重點是電池部分，而給皆電深刻影響的恰恰也是第三代DM技術的用電策略：只要電池組有電，電機都會毫不客氣地把你推出去，因此有電的唐DM可以輕松做到既猛又省（總是優(yōu)先用電）。

全新一代唐DM將16% SOC余量作為最后的臨界值，饋電模式下發(fā)動機基本會常態(tài)化工作，處于一種“充一點電、再用一點電”的狀態(tài) —— 簡單來說，比亞迪第三代DM實現(xiàn)動力與節(jié)油雙馨的技術核心，永遠圍繞著“電量”來執(zhí)行。

接下來就是綻放本文主題的工程學部分了。比亞迪第三代DM插電式混合動力技術把“P0+P3+P4”混動架構帶到唐DM之上，相比前作多了BSG皮帶啟動/發(fā)電機。

那么，我們平常所說的Px混動構架是何方神圣呢？筆者畫了一張解析圖，方便各位理解：

按照“電機位置”分類，唐DM的“P0+P3+P4”混動架構擁有三臺電機，分工更加明晰；從“電機介入程度”來說，這是一套實打?qū)嵉?ldquo;強混”系統(tǒng)；按照“動力聯(lián)合方式”分類，這是一套高階的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。

“P0+P3+P4”混動架構能讓每一個位置上的電機/內(nèi)燃機都在最恰當?shù)臅r刻、發(fā)最恰當?shù)牧?，因而可以同時實現(xiàn)：

1、智聯(lián)創(chuàng)世版0-100公里加速最快4.3秒，普通版也能觸達4.5秒；

2、工況油耗1.6L/100km（本文論述重點）；

3、響應速度僅有20ms的全時電四驅(qū)系統(tǒng)；

4、純電續(xù)航80km-100km。

既猛又省的駕駛體驗，需要“P0+P3+P4”的詳細分工，P0電機負責自啟停、能量回收、扭矩輔助；P3電機和P4電機分別驅(qū)動前后輪，實現(xiàn)電四驅(qū)，兼顧動力與經(jīng)濟。同時，系統(tǒng)也需要在不同工況下使用不同工作模式，來調(diào)配動力與節(jié)油需求，因此第三代DM技術衍生出以下五種工作模式：

Gif圖跳得太快？

那我們一個個來理解：

純電驅(qū)動模式：

這是一個僅僅使用電池組電量的純電消耗模式，也是唐DM節(jié)油的最重要模式，更是插電式混合動力系統(tǒng)與生俱來的優(yōu)勢（通過充電樁補電，比燒油便宜很多）。

唐DM裝備了20kWh（普通版）/24kWh（智聯(lián)創(chuàng)世版）的大容量電池組，純電續(xù)航里程分別為80km與100km。更值得用戶欣喜的是，純電模式下的唐DM依然擁有迅猛的動力輸出，畢竟前后電機的輸出極值分別高達110kW/250N·m與180kW/380N·m。

皆電此前使用唐DM普通版（亦可稱為“唐DM80”）做了一次以高速路況為主的純電續(xù)航測試，成績?yōu)?1.6km。跑到剩余電量為16%時，內(nèi)燃機介入發(fā)電。此時若是長按EV按鍵，還是可以繼續(xù)使用純電模式至6%電量，以此看來唐DM普通版的純電續(xù)航極限應當在90km左右。

如果放到現(xiàn)實使用場景上面來，在城市里使用，擁有80-90km純電續(xù)航的唐DM可以不必天天找充電樁，2-3天充一次即可一直用純電通勤，周末則用混動模式跑長途。

并聯(lián)四驅(qū)模式：

并聯(lián)四驅(qū)模式是唐DM最狂暴的模式。請看筆者畫的下圖，前驅(qū)動輪有來自內(nèi)燃機（紅色）與P3電機（藍色）的動力輸出，后驅(qū)動輪有來自P4電機（橙色）的動力輸出，此時唐DM就迸發(fā)出441kW（600PS）最大功率，峰值扭矩直指950N·m。

別以為這個模式除了“傾盡全力消耗能量獲取駕駛快感”之外就沒了勤儉持家的品性。即使在全力加速階段，BSG電機依然可以反轉發(fā)電（上圖最下方的綠色能量流），為電池組補充電量。

引擎直驅(qū)模式：

唐DM的“引擎直驅(qū)”（這四字是筆者自己編的）模式也是一個非常重要的模式，用于高速路的巡航工況中，此時電動機的效率非常低，但汽油機的效率非常高，因此不能繼續(xù)用混動模式，否則燃耗將非常難看。

如上圖，汽油機的動力直接經(jīng)過雙離合變速箱到達前輪，P3電機不再工作，而BSG電機依然是發(fā)電狀態(tài)，一直為唐DM儲備更多電能，為更節(jié)能的純電動行駛或更狂暴的并聯(lián)四驅(qū)極限加速做準備。

串聯(lián)驅(qū)動模式：

串聯(lián)式混動經(jīng)常被用于制造增程式混合動力車型（REEV）。把REEV歸類在PHEV之下，是國家現(xiàn)行的分類規(guī)則，畢竟REEV依然需要內(nèi)燃機工作；把REEV歸類在BEV之下，是部分西方的規(guī)則，畢竟只有電動機直接驅(qū)動車輪（前輪藍色、后輪橙色），稱之為“純電動”亦無過錯。

唐DM串聯(lián)驅(qū)動模式的節(jié)能方法是提升“Well-to-Wheel”油井到車輪效率，讓效率在40%以下的汽油機發(fā)電給電池組儲備，當需要能量時，由轉換效率高于90%的P3與P4驅(qū)動電機發(fā)揮到前后車輪之上。

更重要的是，汽油機不僅可以讓P3電機反轉發(fā)電，還能讓P0電機同時反轉發(fā)電。

能量回收模式：

能量回收模式下，前后兩組車輪都沒了電機顏色（藍/橙），此時唐DM進入滑行狀態(tài)，內(nèi)燃機關閉，“P0+P3+P4”三臺同時反轉發(fā)電，最大化回收能量。

綜上所述，比亞迪第三代DM技術的五大工作模式幾乎覆蓋了日常用車的全部狀態(tài)，做到經(jīng)濟性最優(yōu)。相比第二代DM技術，第三代DM技術的發(fā)電效率提升25%，節(jié)油效率提升15%，這也是其工信部工況油耗1.6L/100km的來源。

比亞迪第三代DM技術的微油耗口碑證明，混合動力的省油，不局限在使用阿特金森循環(huán)發(fā)動機這種放棄動力性的技術。相比之下，使用阿特金森的豐田普銳斯插混版本，百公里加速時間長達11.1秒，做不到動力性能與節(jié)油性能同框出現(xiàn)。

關于節(jié)油的細節(jié)，筆者還想多為BSG電機說幾段。其實，筆者在本文首段的奧迪BSG電機解讀文章中已重點提到過BSG的節(jié)油妙用，但奧迪BSG的戲路非常窄，其回收的電能只能儲存在獨立設置小容量的48V鋰電池組之中，且不能通過電機發(fā)力到車輪之上。

誠然，比亞迪唐DM的BSG電機也不能直接驅(qū)動車輪，但由于比亞迪BSG電機反轉發(fā)電所得的電能是直接充給20kWh動力電池組的，因此這些回收電能可以通過P3/P4電機再回車輪之上。這便是第三代DM技術的另一項節(jié)油秘技。

另一方面，比亞迪非常罕見地使用了功率高達25kW的BSG電機（平常的BSG只有10-15kW），這讓內(nèi)燃機自啟停的流暢度有了提升，也能讓BSG電機將汽油機拉升至任意轉速以避免動力系統(tǒng)反拖的沖擊與噪音。

更重要的是，這臺大功率BSG電機擁有最高94%的動能回收發(fā)電效率，換算一下便是23.5kW的發(fā)電功率，也就是說唐DM的BSG輔助電機發(fā)電功率比一臺知豆滿載荷加速的驅(qū)動電機最大功率還要高……

因此，即使在某些高載荷工況下（比如高速巡航），唐DM依然能處于“發(fā)電量＞用電量”的充電狀態(tài)，并能在接下來的低速巡航/低速蠕行工況下盡可能使用純電驅(qū)動，繼續(xù)刷油耗下限。

比亞迪第三代DM技術的節(jié)油秘技其實就藏在“P0+P3+P4”構型之中，高階的構型顯然更容易實現(xiàn)“動力/節(jié)能雙馨”的美話，當然這也需要非常豐富與合理的混動工作模式才能實現(xiàn)，因此比亞迪唐DM開發(fā)出了整整五種混聯(lián)模式，覆蓋日常駕車的種種工況。 

小結一句：“P0+P3+P4”構型的分工細致、工作模式豐富，讓每一個位置上的電機都找到最優(yōu)化的輸出方案，因此才能在提供迅猛動力與四驅(qū)性能的同時兼顧節(jié)能環(huán)保。

（圖/文：黃恒樂）