众所周知,说到混动系统大家首先都会想起丰田的 THS 混合动力系统和本田的 IMMD 混合动力系统,两者一直是市场上燃油经济性最强的最先进的混合动力系统,但这一次,游戏似乎要被改写。
随着电气时代的到来,国内汽车品牌长城汽车和比亚迪都研发出了具有各自特色的混合动力系统:长城汽车“柠檬混动 DHT ”和比亚迪“ 超级混动 DM-i”。这也充分证明中国汽车工业逐渐强大,那这两种技术有什么特点,谁的动力性和节油效果更好呢?下面就让我们来分析分析!
一、比亚迪“超级混动 DM-i”
首先让我们回顾一下比亚迪 “超级混动 DM-i” 技术!
纯电续航里程 120 公里、最高综合续航超 1245 公里,最低亏电油耗为 3.8L/百公里。这样的数据表现丝毫不逊于两田的混动系统,比亚迪 DM-i 超级混动系统靠什么实现技术领先的呢?
面对常规的混动系统,车企都会在发动机基础上加装电池、电机等,实现混动节油的目的。
而比亚迪 DM-i 是以电为主的混动技术,在纯电的架构上进行拓展,大容量的刀片电池和大功率的电机是车辆的主要驱动装置,而发动机的主要功能就是高效转速区发电,从而真正实现了多用电、少用油并且高效用油。
比亚迪 DM-i 混动系统核心部件包括双电机、ECVT 系统等的 EHS 超级电混系统、1.5L/1.5Ti 骁云-插混专用高效发动机、DM-i 超级混动专用功率型刀片电池以及整车控制系统、发动机控制系统、电机控制系统、电池管理系统。
其中 DM-i 超级混动的核心就是 EHS 电混系统,其采用串并联架构的双电机结构,可实现纯电、并联、串联、能量回收等多种工作模式,通过控制系统智能切换:
- 当电量充足时,DM-i 超级混动可当作一辆纯电动车型,电池直接给前轮驱动电机供能驱动车辆;
- 当电量不足时,发动机会介入进行发电,供电池充电,在中高路况下除了发电外同时也负责驱动车辆;
- 高速超车或需要强劲动力时,HEV 并联模式,电机和发动机共同负责驱动车辆,加减速时系统切换为串联驱动;
- 高速巡航工况时,发动机直接驱动;
所以,DM-i 平台在有电情况下,市区工况下车辆 99% 是用电机进行驱动,亏电时在 80% 左右工况下电机驱动; 到了高速行驶时,发动机与电机共同提供轮上动力,且发动机始终保持在高效区间驱动。
在 DM-i 平台之下根据驱动电机的功率不同,这套 EHS 电混系统分为 EHS132,EHS145 和 EHS160 三种动力版本,可以满足从 A 级车到 C 级车的全部车型。
EHS132 和 EHS145 采用的是骁云-插混 1.5L 发动机,EHS160 采用的是骁云-插混专用 1.5Ti 发动机。
- EHS132 和 EHS145 搭载的晓云-插混专用 1.5L 发动机拥有阿特金森循环、15.5 超高压缩比、低温废气再循环高 EGR 率、分体冷却技术和无轮系设计等多种亮点,最终晓云-插混专用 1.5L 发动机的热效率高达 43.04%。
- 另一款发动机就是晓云-插混专用 1.5Ti 发动机,它的出现主要是搭载 C 级车上。相比于晓云-插混专用 1.5L 发动机来说,1.5Ti 发动机的压缩比是 12.5,再加上米勒循环、可变截面涡轮增压器和超低摩擦等亮点下,1.5Ti 发动机的热效率也达到了 40%。
作为一款插电式混合动力车型,这一次比亚迪除了为 DM-i 提供了晓云-插混专用的 1.5L/1.5Ti 发动机之外,还针对 DM-i 平台推出专用的磷酸铁锂“刀片电池”,整个电池包只有 10 到 20 节刀片电池。
不同的电池容量提供不同的续航版本。目前,已知的是有 8.3kWh、9.9kWh、18.3kWh、21.5kWh 等不同的电池组容量。以秦 PLUS 为例,两个版本对应的纯电续航分别是 55km 和 120 km。
比亚迪这套 DM-i 系统的特点技术可以简单的理解为,无限接近纯电驱动的混动方案,核心为电机为主、发动机为辅。减少机械机构,增加电控部件,简化了能量传递环节,追求极致燃油效率。
二、长城汽车“柠檬混动 DHT”
另一位搅局者长城汽车“柠檬混动 DHT” 进场!
长城汽车柠檬混动 DHT 的整个系统架构可概括为"1-2-3",即一套 DHT 高集成度油电混动系统、两种动力架构、三套动力总成。
柠檬混动 DHT 系统是以"七合一"高效能多模混动总成为核心构建的混合动力技术体系,包含 1.5L/1.5T 混动专用发动机、定轴式两档变速箱、GM/TM 双电机、双电机控制器和集成 DCDC。
构造上采用了双电机混联混动架构,通过纯电驱动、油电串联、并联驱动、能量回收等多种模式,实现各种驾驶场景下动力与油耗的平衡 :
- 纯电动行驶:发动机动力传递链断开,TM 电机通过两级齿轮将动力高效的传递到车轮;
- 0~35km/h: EV 模式和串联模式智能切换 ,增程模块提供电能,TM 电机单独提供驱动力,实现纯电驾驶感受,官方表示油率可达 35-50%;
- 35~65km/h:采用动力直驱模式,发动机通过 DHT 动力直驱模式驱动车轮,驱动电机随时准备介入,动态调整发动机工作区域;
- 65km/h 以上:采用经济直驱模式, 发动机通过 DHT 经济直驱模式驱动车轮, 驱动电机随时准备介入, 动态调整发动机工作区域;
- 全负荷行驶:三个动力单元同时输出动力,动力性最强;
- 减速和下坡:离合器断开,通过 TM 电机高效回收动能;
同时,柠檬混动 DHT 既适合 HEV 也适合 PHEV,根据 A、B、C 三种不同级别车型各自匹配合适的动力总成,1.5L/1.5T 两套混动专用发动机,系统总功率从 140kW 到 320kW,因此可灵活应用到不同级别的车型上。
- 1.5L 混动专用发动机+DHT100 动力总成,拥有阿特金森循环、13.1 压缩比、外置水冷EGR 、定轴式两档变速箱等亮点,主要引用于 A 级 HEV/PHEV 车型。
- 1.5T 混动专用发动机+DHT130 动力总成,拥有米勒循环、匹配 VGT 增压器、外置水冷EGR 、定轴式两档变速箱、缸盖集成排气歧管技术等亮点,主要引用于 B 级 HEV/PHEV 车型。
- 1.5T 混动专用发动机+DHT130 + P4 后桥电机动力总成,拥有四轮驱动、米勒循环、匹配 VGT 增压器、 定轴式两档变速箱、外置水冷EGR 、缸盖集成排气歧管技术等亮点,主要引用于 C 级 PHEV 车型。
1.5L+DHT100、1.5T+DHT130、1.5T+DHT130+P4 后桥电机(三合一两挡电驱后桥),简单来说就是小车配 1.5L 混动/插混前驱,中型车配 1.5T 混动/插混前驱、中大型车配 1.5T 插混四驱。
电池方面,HEV 架构采用 1.7kWh 的电池,相对传统混动系统电池容量提升 30%以上。而 PHEV 架构搭载 13~45kWh 的电池,官方表示纯电续航里程最高可以达到 200km。
长城汽车这套 DHT 系统的特点在于,既具 i-MMD 所不具备的两档直驱,也具有增程的省油特性,能够应对不同的路况和场景;两档变速箱弥补了主流混动系统在高速行驶时加速能力不足的短板,低时速电机驱动让行驶和加速体验更接近纯电行驶,从而达到更高的混动效率和稳定性。
三、两者有什么区别?
1、 系统架构区别
首先, 比亚迪 DM-i 混动系统以 EHS 电混动系统为核心部件由双电机+双电控+ ECVT 系统构成,配合 1.5L/1.5Ti 骁云-插混专用高效发动机和 DM-i 超级混动专用功率型刀片电池。
比亚迪 DM-i 混动系统与本田 i-MMD 混动系统大同小异,只是在布置上做了一些调整,双电机由同轴变成了平行轴布置,增加了大容量电池等。结构上依旧采用的是传统的 P1+P3 拓扑构型,能实现串/并联混动,直驱,回收,怠速充电,纯电驱等工况。
而柠檬混动 DHT 系统与传统混动系统不太一样,该系统是以"七合一"高效能多模混动总成为核心构建的混合动力技术体系,整合 1.5L/1.5T 混动专用发动机、定轴式两档变速箱、GM/TM 双电机、双电控和集成 DCDC。
由于电机和变速器被整合进"七合一" 高效能多模混动总成中,所以并不能很好的以电驱模块摆放方式来区分,但非要以这套构型来区分的话,柠檬混动 DHT 系统也算是 P1+P3 构型。
另外,柠檬混动 DHT 系统是拥有 HEV 和 PHEV 两种前驱架构形式,还可以兼容 p4 后桥电机,实现 p1+p3+p4 的电四驱动力架构。虽然目前比亚迪 DM-i 并没有四驱车型,但是比亚迪 DM-i 系统也是兼容四驱架构的。
总的来说,这两套混动系统都以 P1+P3 构型为基础,而长城柠檬 DHT 则在 P1+P3 构型的基础上,增加了一个两挡变速机构,能够让发动机在更低的车速下介入与电机的并联,也能让发动机在高速直驱下转速更低;
同时柠檬混动 DHT 在架构上扩展性会更广,能够覆盖 HEV、PHEV 以及四驱架构。
2、 行驶工况区别
清楚了比亚迪DM-i 和长城汽车柠檬混动 DHT 结构的区别之后,再让我们来看看两者的工况方式的区别吧!
两者作为混动系统,都可以实现:
- 纯电驱动(电池/发电机给电动机供电,直接驱动车轮);
- 串联驱动(发动机带动发电机发电,供给电动机,驱动车轮);
- 能量回收(车轮反拖驱动电机发电,给电池充电);
- 并联驱动( 即发动机直接驱动车轮,电机负责调节发动机工作点和辅助驱动车轮能够提供更大的综合功率 )
上面说过,比亚迪 DM-i 是以电为主的混动技术,所以大部分工况下都是以串联和纯电模式下行驶,而车速只有在高于 65km/h 以上时或者急加速的工况下,发动机才会介入与驱动电机实现并联驱动行驶。
整个行驶工况的核心思路,就是增程式驾驶为主,城市工况下为电机驱动、发动机增程,发动机可以将发电运行的转速控制在最佳热效率的转速范围内;
只有在急加速或高速巡航等高电耗模式中,发动机才会与电机共同参与驱动,也可以说该系统尽量不让发动机直接介入动力系统。
而在长城柠檬混动 DHT 中,则是以工况为主,车辆在 0~35km/h 的工况区间下是处于纯电模式或者串联模式,发动机带动发电机发电,驱动电机作为主动力源,即使在起步阶段急加速也是会采用纯电模式;
在 35km/h 以上的工况区间则采用并联模式,就是发动机直驱车辆,驱动电机责调节发动机工作点和辅助驱动车轮。
所以在柠檬混动 DHT 混动策略上,是以优化油耗为主要目的,发动机直驱参与的占比也是更大的。
同时,柠檬混动 DHT 拥有两档变速箱,1 挡覆盖小速比区域,2 挡负责覆盖大速比区域,两挡速比会根据车辆负载情况自动调节,具备更好的高速巡航能力。
总的来说,比亚迪 DM-i 是围绕三电系统开发的混动系统,在中低速工况下为串联和纯电模式,可以实现 99% 电机驱动,高速工况和急加速下为并联模式,使发动机处于高效,从而实现超低油耗的表现。
柠檬混动 DHT 则是以工况为主,在低速工况下为串联和纯电模式,中高速工况下为并联模式,发动机直驱,两档变速箱可实现全速域场景,以优化油耗实现低油耗表现。
3、 动力性能对比
明白了两种系统的工作模式,我们再来看两种混动系统的性能对比。
比亚迪DMi 拥有三套动力系统:
- 骁云-插混 1.5L + EHS132 动力总成,发动机最大功率 81kW,最大扭矩为135N·n; 电机最大功率 132kW,最大扭矩为 316N·n;系统综合功率 160kW;
- 骁云-插混 1.5L + EHS145 动力总成, 发动机最大功率 81kW,最大扭矩为135N·n;电机系统最大功率 145kW ,最大扭矩为 325N·n;系统综合功率 173kW;
- 骁云-插混 1.5T + EHS160 动力总成,发动机最大功率 102kW, 最大扭矩为231N·n;电机系统最大功率 160kW,最大扭矩为 325N·n;系统综合功率 254kW;
柠檬混动 DHT 拥有三套动力系统:
- 1.5L 混动专用发动机+DHT100 动力总成,发动机最大功率 75kW,最大扭矩为135N·n;电机最大功率 110kW, 最大扭矩为 250N·n;系统综合功率 140~170kW(HEV 和 PHEV 架构);
- 1.5T 混动专用发动机+DHT130 动力总成,发动机最大功率 115kW,最大扭矩为285N·n;电机最大功率 130kW,最大扭矩为 250N·n;系统综合功率 180~240kW(HEV 和 PHEV 架构);
- 1.5T 混动专用发动机+DHT130+P4 后桥电机动力总成,发动机最大功率 115kW,最大扭矩为285N·n;电机最大功率 130kW,最大扭矩为 250N·n;后桥电机最大功率 135kW,系统综合功率 320kW(PHEV 四驱架构);
从比亚迪和长城汽车两款定位相同的车型来看,比亚迪宋 Plus DM-i 尊荣型采用的是骁云-插混 1.5L + EHS132 动力总成,系统综合功率 160kW,百公里加速为 8.5s;
WEY 玛奇朵 HEV 车型采用的是 1.5L 混动专用发动机+DHT100 动力总成,系统综合功率 140kW,百公里加速为 8.5s。
可以看出,两台车在动力性能方面都是比较中庸的,毕竟两套混动系统主打的都是经济性,所以在动力方面只能做出“让步”。
而比亚迪宋 Plus DM-i 尊荣型系统功率和电机扭矩是比 WEY 玛奇朵是要高的,但是在百公里加速上却并不占优势,由此也可以看出,比亚迪 DM-i 在动力性能方面占比是更小的,而柠檬混动 DHT 则是做出了一定的平衡。
4、燃油经济性
结构、工作原理、性能都分析完了,也就到了这套系统最重要的问题,燃油经济性怎么样?这也是车企花大力气研发混动系统的最终目的所在。
那我们从具体车型和数据来参考一下,柠檬混动 DHT 混动系统首搭在 WEY 玛奇朵上,HEV 车型采用的是 1.5L 混动专用发动机+DHT100 动力总成,WEY 玛奇朵官方综合油耗为 4.7L/100km。
而此前我们刚试驾完玛奇朵,也对其进行了一次油耗测试,从北京延庆度假村出发,沿着四环环绕一圈,全程经济模式,空调 22 摄氏度,动能回收强,行驶里程大约 80 公里,表显油耗 5.1L/100km;现场试驾队伍中的最低油耗的一台车为 3.4L/100km。
另外,根据工信部目录得知,玛奇朵插混版车型 B 状态油耗( 不含电能转化的燃料消耗量 )为 4.4L/100km。
同样,比亚迪 DM-i 混动系统搭载在秦 PLUS DM-i、宋 PLUS DM-i 和唐 DM-i 上,那我们就以具体数据来对比吧。
首先宋 PLUS DM-i 和秦 PLUS DM-i 车型都采用的是骁云-插混 1.5L + EHS132/145 两套动力总成;唐 DM-i 采用的是骁云-插混 1.5T + EHS160 动力总成。
作为插混车型,日常电池也并非拥有足够的电量,所以 B 状态油耗更能体现车辆的真实油耗水平,对车辆的节油性能要求也更高。
- 宋 PLUS DM-i B 状态油耗油耗为 4.4L、4.5L/100km ;
- 秦 PLUS DM-i B 状态油耗电油耗为 3.8L/100km;
- 唐 DM-i B 状态油耗油耗为 5.3L、5.5L/100km;
那在比亚迪秦 PLUS DM-i 上,我们也进行亏电油耗实测(详细文章链接),总里程在 108km 左右,秦 PLUS DM-i 的亏电(SOC为25%)油耗为 3.29L/100km。
可见两套混动系统中,比亚迪 DM-i 的燃油经济性是更低的,低中速工况下电机驱动能够带来更大的经济优势。
也可以说比亚迪 DM-i 技术更加激进,从压缩比到燃油效率到驱动电机能力,追求极致燃油效率 ;
而柠檬混动 DHT 则是比较平衡,从动力、工况等方面优化油耗,从而更好的经济性。
四、总结
随着新技术的不断更新迭代,国内车企们研发出的新技术、新系统,仿佛看到了“既要马儿跑,又要马儿少吃草”的场景。
无论是长城柠檬混动 DHT 还是比亚迪 DM-i,都实现了对日系混动的“弯道超车”,说超越可能有点言之过早,但是说领先一个身位的话,可谓是有过之而无不及。
“一花独放不是春”,中国汽车实现“弯道超车”不能只靠一家企业,不管是国内的传统车企还是新势力,都在担当中国汽车发展的责任,只有共同开辟出中国汽车技术产业发展的新的道路,才能使中国的汽车产业引领世界潮流。
那你们是否愿意为中国汽车产业新技术买单呢?