圖|比亞迪官方 文|周航
放眼全球,各國禁售燃油車時(shí)間表乃是一個(gè)引子,傳統(tǒng)燃油車無法滿足碳排放日益嚴(yán)格的法規(guī)要求,促使著車企必須“觸電”。在大方向已然明確之下,既適應(yīng)國家新能源政策,產(chǎn)品轉(zhuǎn)型又無需完全拋棄發(fā)動(dòng)機(jī)的插電式混合動(dòng)力技術(shù)(以下簡稱插電混動(dòng)),完美解決了消費(fèi)者里程焦慮的核心痛點(diǎn),成為了現(xiàn)在能夠看見的“遠(yuǎn)山”、可以預(yù)見的未來。
這其中,大家熟悉的比亞迪雙模(DM)車型,乃是該技術(shù)路線中的佼佼者,在去年摘下年度插電混動(dòng)車型銷量冠軍之后,今年還將繼續(xù)衛(wèi)冕。而為何比亞迪能有如此的受眾度?如果說產(chǎn)品實(shí)力是高樓,那么技術(shù)就是根基,答案就在銷量背后的“根基”DM 3.0技術(shù)。
[·何為DM 3.0技術(shù)?·]
DM 3.0技術(shù)=比亞迪第三代插電混動(dòng)技術(shù)的簡稱。
往大了說,這是比亞迪產(chǎn)品綜合實(shí)力的載體、自主研發(fā)技術(shù)的集大成者。
從小的講,這是一個(gè)油和電兩大動(dòng)力源、攜手作戰(zhàn)的高完成度方案。
具體來看,同樣是大家直觀理解的插電混動(dòng),比亞迪有著更多樣的選擇。在DM 3.0技術(shù)中,發(fā)動(dòng)機(jī)+BSG電機(jī)三種動(dòng)力架構(gòu)通用,雙離合變速箱負(fù)責(zé)傳動(dòng),驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量與位置衍生出了不同的動(dòng)力版本:單驅(qū)動(dòng)電機(jī)置于前軸的前驅(qū)(P0+P3)、單驅(qū)動(dòng)電機(jī)位于后軸的雙擎(發(fā)動(dòng)機(jī)+電動(dòng)機(jī))四驅(qū)(P0+P4),以及兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別配備在前、后軸的三擎(發(fā)動(dòng)機(jī)+雙電動(dòng)機(jī))四驅(qū)版(P0+P3+P4)。
[·DM 3.0技術(shù)“黑科技”之身兼數(shù)職的BSG電機(jī)·]
說完了DM 3.0技術(shù)硬件的重要核心,接下來咱們逐一展開“看療效”。三種動(dòng)力架構(gòu) “常駐”的BSG電機(jī),原理與歐洲車企近幾年開始推廣的48VBSG電機(jī)一樣,但是DM 3.0技術(shù)中的的BSG電機(jī)電壓高、功率大,身兼啟動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力銜接媒介以及發(fā)電機(jī)三個(gè)職能,以及輔助換擋,怠速啟停,急加速助力,智能充電四大亮點(diǎn),全方面提升了乘駕表現(xiàn),帶來了更多與用戶直接相關(guān)的好處。
BSG電機(jī)“兼職”啟動(dòng)電機(jī)的好處有兩點(diǎn)。第一是可輔助發(fā)動(dòng)機(jī)“悄無聲息”的啟停,因與發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶柔性連接的先天結(jié)構(gòu)(P0位置),所以沒有自動(dòng)啟停功能讓人難以接受的振動(dòng),可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)直接越過抖動(dòng)轉(zhuǎn)速區(qū)間,相當(dāng)于純電啟停的效果。
如上文所說,DM 3.0技術(shù)中BSG電機(jī)工作電壓較高在360V-518V區(qū)間,可直接從動(dòng)力電池取電,不同于低電壓啟動(dòng)電機(jī)既要額外供電、電瓶或電容的儲(chǔ)電量不多,導(dǎo)致的啟停功能“時(shí)靈時(shí)不靈”。
DM 3.0技術(shù)有了平穩(wěn)且一直能保證發(fā)動(dòng)機(jī)啟停的BSG電機(jī),用戶基本上就告別等紅燈時(shí)的怠速油耗了。有研究數(shù)據(jù)表明,城市行駛中怠速的油耗,占到了發(fā)動(dòng)機(jī)總消耗的17%左右。
第二,BSG電機(jī)能讓發(fā)動(dòng)機(jī)更好的“發(fā)揮”,即帶高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,從介入開始就能跳過低轉(zhuǎn)速的費(fèi)油區(qū)間,直接進(jìn)入到油耗與動(dòng)力均更高的工況,單就這一項(xiàng)優(yōu)勢,相比于裝備傳統(tǒng)啟動(dòng)電機(jī)的燃油車,理論上就能節(jié)省5%左右的油耗。
關(guān)于動(dòng)力銜接,上一段發(fā)動(dòng)機(jī)更高轉(zhuǎn)速啟動(dòng)跳過費(fèi)油區(qū)間的同時(shí),其實(shí)也規(guī)避了點(diǎn)火的抖動(dòng)。此外,傳統(tǒng)燃油車的換擋沖擊、大家常說的頓挫感,一方面來自變速箱本身,另一方面則是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與擋位不匹配,而BSG電機(jī)扭矩補(bǔ)償、輔助動(dòng)力輸出的職能,正是后者的“特效藥”,與發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶連接的“親密合作”,讓BSG電機(jī)可以快速的調(diào)整轉(zhuǎn)速、平滑的完成過渡。
除了“特效藥”,通過BSG電機(jī)來調(diào)整轉(zhuǎn)速還是變速箱的“藥引子”。這其實(shí)很好理解,所有“有擋的”(雙離合與自動(dòng))變速箱,主要從優(yōu)化液力結(jié)構(gòu)、變速箱齒輪嚙合精度以及控制軟件下手,來弱化換擋沖擊,再加上一個(gè)BSG電機(jī)從中斡旋,整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)平順輸出的“藥效”自然是更進(jìn)一步。這正是比亞迪從DM 2.0技術(shù)到DM 3.0技術(shù),用戶直觀感受明顯的一大提升。
BSG電機(jī)取代傳統(tǒng)發(fā)電機(jī),優(yōu)勢順其自然的體現(xiàn)在了行駛充電上。沒有BSG電機(jī),前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)(P3位置)就要負(fù)責(zé)能量回收、給動(dòng)力電池充電的任務(wù),但遵循法拉第電磁感應(yīng)定律的“電生磁、磁生電”原理,驅(qū)動(dòng)電機(jī)同一時(shí)間只能干一件事,驅(qū)動(dòng)就不能發(fā)電。
同時(shí),裝備在前軸上的驅(qū)動(dòng)電機(jī),發(fā)電效率還與輪速直接掛鉤,即車速低、發(fā)電效率就低。而車速較低且驅(qū)動(dòng)電機(jī)“電生磁”的擁堵路況,發(fā)動(dòng)機(jī)可與輪端解耦,帶動(dòng)BSG電機(jī)高效發(fā)電,盡可能的“壓榨”行駛效率。
應(yīng)用在實(shí)際場景中,城市早晚高峰的擁堵路段,車速較低時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)效率低、電機(jī)效率高,用電更經(jīng)濟(jì)。但如果沒電了無法純電行駛之時(shí),DM 3.0技術(shù)的 HEV模式就會(huì)以串聯(lián)模式工作,即發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)BSG電機(jī)發(fā)電給到動(dòng)力電池,再放電給驅(qū)動(dòng)電機(jī)保證高效率行駛。
發(fā)電這個(gè)事放在DM 3.0技術(shù)上,還有著更高的效率。如前文所言,DM 3.0技術(shù)的BSG電機(jī)工作電壓高,令其最大功率可達(dá)25kW,遠(yuǎn)超其他插電混合動(dòng)力車型10kW的主流水平。眾所周知,與電有關(guān)的設(shè)備,發(fā)電乃至電磁爐等常用家用電器的放電效果,功率這個(gè)核心參數(shù)更大自然就會(huì)更“猛”。
[·DM 3.0技術(shù)“黑科技”之“1+2≥3”的三擎四驅(qū)·]
動(dòng)力強(qiáng)是比亞迪雙模(DM)車型的傳統(tǒng)優(yōu)勢,這方面DM 2.0技術(shù)到DM 3.0技術(shù)之后又更進(jìn)了一步。技術(shù)方面,比亞迪的并聯(lián)架構(gòu)可以功率疊加,系統(tǒng)總功率=發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率+雙驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大功率,“1+2=3”之說由此而來。
以2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)+雙電機(jī)、三擎四驅(qū)版的全新一代唐DM為例,官方0-100km/h加速最高車速已經(jīng)從4.9秒升級到了4.3秒,電池電量60%以上的實(shí)測成績也能維持在4.5-4.7秒?yún)^(qū)間。
所謂的“1+2>3”源于DM 3.0技術(shù)“性價(jià)比”。與全新一代唐DM加速成績同為4秒出頭水平,且整車尺寸相當(dāng)?shù)谋捡YAMG GLC 63(43官方加速為5.7秒),價(jià)格貴出了3倍還多,“1+2>”之說在此可見一斑。
當(dāng)然了,另外兩個(gè)動(dòng)力版本的性能自然沒有那么猛,卻也降低了價(jià)格門檻、擴(kuò)大了受眾群體。給發(fā)動(dòng)機(jī)加裝電動(dòng)機(jī)、電池等部件,讓用戶獲得插電混動(dòng)更多產(chǎn)品“福利”的同時(shí),相應(yīng)的也要負(fù)擔(dān)更高的價(jià)格,這也是所有插電混動(dòng)車型的“通病”。
面對這個(gè)問題,比亞迪產(chǎn)品規(guī)劃及汽車新技術(shù)研究院院長楊冬生,在接受搜狐汽車專訪時(shí)也表示:降低成本將成為未來DM 4.0技術(shù)的核心任務(wù)。
[·DM 3.0技術(shù)相比其它插電混動(dòng)技術(shù)路線如何?·]
“吹”了半天DM 3.0技術(shù)的自身優(yōu)勢,那么相比現(xiàn)階段其它插電混動(dòng)技術(shù)路線如何?對比以豐田THS為代表的混動(dòng)專用變速箱,以大眾集團(tuán)旗下品牌、奔馳等歐洲車企為代表的燃油車變速箱衍生版本,表面看起來集中在變速箱這個(gè)核心部件,其實(shí)根本上的差異其實(shí)可以概括為一個(gè)“專”字。
對比豐田THS
豐田THS專門為油電混動(dòng)車型打造的E-CVT變速箱,曾“獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷”了好多年,因?yàn)閱涡行驱X輪組從1997年開始、長達(dá)20年的專利,把很多車企當(dāng)在了門外,逼得通用“繞了一大圈”才推出了雙行星齒輪組結(jié)構(gòu)的變速箱,用在雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)、邁銳寶混動(dòng)等車型上。
豐田單行星齒輪組的E-CVT變速箱,優(yōu)勢在于:精密的內(nèi)部結(jié)構(gòu)每時(shí)每刻在協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的“關(guān)系”,動(dòng)力輸出和銜接的平順性出眾;電對于低扭與高轉(zhuǎn)速的動(dòng)力不足,讓阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)能長時(shí)間保持優(yōu)秀的形式工況,油耗表現(xiàn)相當(dāng)出色。
在從原有的HEV到PHEV(插電混動(dòng))之后,豐田以上變速箱結(jié)構(gòu)帶來的兩大先天優(yōu)勢得到了延續(xù),相比DM 3.0技術(shù)占了上風(fēng)。而在豐田THS系統(tǒng)中,電只用來輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)初衷,讓E-CVT變速箱本身的結(jié)構(gòu)難以承受更大功率的電動(dòng)機(jī),換裝更大容量的鋰電池,只是提升了純電續(xù)航,無法發(fā)揮電驅(qū)動(dòng)爆發(fā)力強(qiáng)的特性,“1+1”的動(dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2,性能表現(xiàn)與DM 3.0技術(shù)相距甚遠(yuǎn)。
更進(jìn)一步來看,豐田將HEV車型使用多年的鎳氫電池,在PHEV上換成了能量密度更高的鋰電池,但平臺(tái)電壓已經(jīng)接近這套系統(tǒng)的“天花板”了。在輸出功率不變的情況下,電壓高了電流就可以減小,線纜橫截面積這個(gè)電流的瓶頸也能隨之變細(xì),一方面給優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)留出了空間,另一方面也能降低與大電流密不可分的電阻損耗,“壓榨”更多的純電續(xù)航。
而這方面,比亞迪一直是高平臺(tái)電壓的典范,如DM 3.0技術(shù)的BSG電機(jī)360V-518V工作電壓,乃至純電動(dòng)車e平臺(tái)遠(yuǎn)超乘用車主流水平、可與電動(dòng)大巴等商用車相提并論的高電壓,都想人們證明了這一點(diǎn)。
對比歐洲車企的燃油車變速箱衍生版本
我們此前測試的保時(shí)捷卡宴E-Hybrid、奔馳S500 eL等,乃至其它不少歐洲車企的插電混動(dòng)車型,傳動(dòng)系統(tǒng)全都來自ZF提供的解決方案:電動(dòng)機(jī)直接“入駐”變速箱、取代液力機(jī)構(gòu)(P2位置),來協(xié)調(diào)油電之間的關(guān)系。只在原有燃油車變速箱的基礎(chǔ)上,做出這一處改變,體積、重量以及最重要的成本優(yōu)勢,看起來就是水到渠成的一件事。
一開始就沒有考慮到插電混動(dòng)的變速箱,導(dǎo)致整車平臺(tái)也沒給變速箱留出太多的余量,于是電動(dòng)機(jī)集成到變速箱內(nèi)部(P2位置),成了一個(gè)“不得已”的過渡。這種“不得已”,技術(shù)層面存在著電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)與能量回收無法兼顧、“一條腿走路”的先天不足;在動(dòng)力性能和混動(dòng)模式下的燃油經(jīng)濟(jì)性的表現(xiàn),跟“觸電”的關(guān)系不大,主要還是看發(fā)動(dòng)機(jī)的水平。性能和效率相比DM 3.0技術(shù)的前軸(P3)+后軸(P4)驅(qū)動(dòng)電機(jī)均處于劣勢。
另外,從燃油車變速箱衍生而來,相當(dāng)于從只需對發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé),變成了要一起干兩項(xiàng)工作,動(dòng)力輸出的平順性勢必會(huì)受到影響,感覺有點(diǎn)像“二胎生活”的起始階段。這方面,歐洲品牌的不少插電混動(dòng)車型都不如比亞迪的DM 3.0技術(shù),剩下仍能水平相當(dāng)?shù)?靠的是投入了大量的資金成本,而這就不是技術(shù)層面的問題,得看品牌底蘊(yùn)了。
以歐洲發(fā)布的禁售燃油車時(shí)間表以及嚴(yán)格的排放法規(guī)來看,歐洲車企們必須完善插電混動(dòng)變速箱乃至整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng),進(jìn)入到“二胎生活”的穩(wěn)定階段。老資歷豪華品牌拿出相比現(xiàn)在大幅度提升的產(chǎn)品,技術(shù)層面反超DM 3.0技術(shù)完全毋庸置疑,但等到那個(gè)時(shí)候,對比的另一方可能就是DM 4.0技術(shù)了。
關(guān)于DM 4.0技術(shù),比亞迪產(chǎn)品規(guī)劃及汽車新技術(shù)研究院院長楊冬生,在接受搜狐汽車專訪時(shí)就提到:DM 4.0技術(shù)最早2021年就能面世。屆時(shí),比亞迪與歐洲品牌在插電混動(dòng)上的再次“交鋒”,誰更勝一籌仍是未知。