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比亚迪混合动力汽车技术论文_比亚迪混合动力技术解析

ysladmin 2024-06-12
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比亚迪混合动力汽车技术论文_比亚迪混合动力技术解析 _比亚迪混合动力技术解析

       大家好,今天我想和大家分享一下我对“比亚迪混合动力汽车技术论文”的理解。为了让大家更深入地了解这个问题,我将相关资料进行了整理,现在就让我们一起来探讨吧。

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2.比亚迪,丰田同为混动差距却很明显

3.比亚迪超级混动dmi工作原理

4.比亚迪混动技术到底领先在哪里?

比亚迪混合动力汽车技术论文_比亚迪混合动力技术解析

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       在中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中,明确提出未来15年传统汽车要全面“混动化”。即到2035年,在仍占市场一半份额的非新能源纯电动车型中,混合动力将成为其中的主导力量;或者也可以理解为到2035年,现有燃油车型将全部退出市场,而其原有市场份额将由HEV轻混和PHEV插电式混合动力车型完全填补。

       但是目标很宏伟,现实却很骨感。因为混合动力的综合门槛其实并不低,这直接导致了多数车企在新技术上的推进速度并不理想;尤其是PHEV混动技术,目前的绝大多数PHEV车型在没有充电条件的场景下使用时,馈电油耗甚至比传统燃油版本还要高;而即便是以绝对省油著称的HEV,目前全球车企也基本进入了技术发展瓶颈期——4.0L/100km的指标已经成为一个难以突破的关卡。例如,在12月15日长城汽车最新发布的“柠檬混动DHT”技术中,其采用HEV动力的A级SUV车型综合油耗为4.6L/100km。就这,都已经是超越不少合资车型的表现。

       当然,有普遍一致性存在的时候,就一定也会有特殊的个例,比亚迪就是其中最具代表性的车企之一。

       根据目前已经发布和工信部申报新车型的数据来看,比亚迪将在2021年上市一批采用全新DM-i技术的PHEV插电式混合动力车型,其中轿车上将实现不充电3.8L/100km的惊人低油耗,而即便是A级SUV的宋PRO,不充电的油耗也仅有4.4升,甚至比上文长城最新的HEV混动A级SUV还低0.2升。

       那么,比亚迪这个从指标上看起来很厉害的新技术,背后到底会有多复杂呢?

       答案可能会出乎您的意料,DM-i技术原理上真的很简单,其最主要的革新之处是“逻辑与理念”——因为如今比亚迪已经做到的,别的厂家甚至都没有想到。

       技术架构:原理极其简单

       在目前HEV混动系统中,像是丰田的THS和本田的i-MMD都是公认的节油率非常出色的,尤其是本田的i-MMD,其独特的工作逻辑,使得整套混动系统无论是低速拥堵还是高速行驶,都能保持整个系统的高效率:因为内燃机避开了起步时低效率的工作区间,转而由高效率的电机驱动,而在转入中高速匀速行驶的内燃机高效区间后,又由内燃机直接驱动,进而避开电动机的低效区间。

       毫无疑问,将发动机运转与行驶驱动解耦、并且合理分配内燃机与电动机的工作区间是混动节能最核心的地方;而如果想要继续实现突破性的混动节能指标,必然要在这一路径上深入发展。

       而根据这张比亚迪DM-i的来看,比亚迪也确实是这么做的:通过集成发电电机与驱动电机的横置ECVT变速箱融合并协调动力。

       不过因为DM-i的新车尚未上市,量产车的实际电机功率会有多大目前还无法预测,也无法知晓具体的工况标定;但是我们已经知道不同于上文的THS和i-MMD,比亚迪的DM-i是定位于PHEV插电式混合动力的,能以纯电动模式满足至少50公里的全工况所需,所以其驱动电机的功率标准应该不会低,保底几十匹应该是有的。

       此外,在具体的结构示意图上,我们还能发现这套系统的BSG与发动机的耦合工作逻辑,是对比其他混动系统工作逻辑上的绝对亮点!虽然DM-i还是发动机+BSG+混动变速箱,但其运行的原理与我们目前常见的MHEV轻混完全不同,因为MHEV轻混车辆的小功率BSG最多只能在起步加速阶段辅助输出动力,并带动引擎到达怠速转速,以达到降低内燃机运行负荷(节油)的目的。

       但是在比亚迪的这套耦合系统上,BSG却能够做到将混动专用引擎直接拉到更高的经济转速之后再点火,完全避开内燃机运转的低效区间。而通过放大BSG电机的功率,并引入集成驱动电机的ECVT变速箱,这一点上比亚迪的DM-i做到了绝对创新。

       而理念与逻辑创新的第二点,是提高整个系统的综合热效率。因为我们知道损耗内燃机功率的不仅仅是进排气以及冷却损耗,与发动机曲轴连接的压缩机以及各种“泵”其实都在损耗曲轴的转矩(扭矩),泵系的存在必然会降低车辆的综合热效率,升高正常行驶时的油耗。

       而普通的燃油汽车以及ECVT的HEV混动汽车,其内燃机仍旧是有这些缺点的,包括丰田本田之流;但是在比亚迪DM-i系统的新车上,我们看见骁云1.5L自然吸气发动机直接取消了泵系,因为是PHEV插电式混动车型,所以有足够的电量与电压来支持各种附件的运转。不论是压缩机还是水泵,DM-i全数采用电力驱动,这就能有效地降低油耗。

       创新理念带来全新技术亮点

       要支撑DM-i一系列的创新逻辑与理念,一定也需要相关的技术革新。而在DM-i系统中,唯一消耗燃油的1.5L骁云混动专用发动机,就是新技术的集大成者。

       在数据上,DM-i的这台骁云1.5L混动专用发动机热效率高达43%,这是目前量产阿特金森-米勒循环发动机中最高热效率之一;而且这台发动机的理想输出功率范围在2000/3000rpm的区间内,作为辅助动力元使用时,这一区间能在满足BSG电机发电的基础上,还能兼具不错的高速巡航动力输出表现。

       当然,为了实现43%的热效率,除了有上文已经提及的“取消泵系”之外,这台机器的压缩比还被提高到了15.5:1,几乎已经与业界闻名的马自达压燃技术处于同一水准线之上。

       此外,这台引擎还具备EGR废气再循环系统;其工作原理是将燃烧产生的小部分废气重新送入到进气歧管内部,与混合油气二度混合后再次进行燃烧。而通过EGR,就能提前加热混合油气、辅助压缩冲程,并且利用尾气中的大量氮气和CO2降低燃烧时的热能损耗,实现整机更高效的燃烧。

       并且为了实现对43%热效率之外剩余热能的高效利用,比亚迪在此前公布的内容中还提到了“双节温器”系统,即保留传统石蜡节温器在缸体部分,同时增加电子节温器在缸盖部分。

       因为我们知道内燃机不论最大热效率有多高,但其在冷启动阶段无论如何是做不到理论值的;因为热能会从高温物体传导至低温物体,这是热力学第二定律。所以冷启动发动机时的燃烧热能就会被机体,以及防冻冷却液大量吸收,结果就会造成此时扭矩的大量损耗,ECU不得不加大喷油量补偿动力,这就是油耗高的原因之一。

       而采用双节温器并且将控制系统一分为三的设计就高明很多:冷启动时冷却系统不运行,机体升温效率会很高;低温运行时缸盖单独启动冷却,热能的损耗仍旧会很低;高温时缸盖缸体才会同时冷却,这种一分为三的冷却控制系统,在内燃机中也是独一份了——而且还能通过这种技术做到冷启动少量吸入低温空气,热车是少量吸入高温空气,实现最低的热能损耗。

       写在最后

       DM-i固然在节油方面表现不俗,但是新技术的成本如何目前还不得而知。而以绿牌的身份,比HEV更低的油耗,且明年上市后还能保持不错的价格竞争力的话,那这一批DM-i的比亚迪新车,估计会彻底重写PHEV市场的格局。

       本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

比亚迪,丰田同为混动差距却很明显

       吉利帝豪混动和比亚迪秦混动都是采用了混合动力技术的汽车,工作原理基本相同,主要包括以下4个方面:

       1、发动机工作原理:混合动力车辆采用了内燃机和电动机的组合,而发动机则是其中的内燃机,发动机主要负责为电池充电和驱动车辆,当电池电量不足时,发动机会启动工作,为电池进行充电,并为电动机提供动力。

       2、电动机工作原理:电动机是混合动力车辆的核心部件,负责为车辆提供动力,同时也可以将制动能量回收并转化为电能储存到电池中,在车辆启动时,电动机会优先启动,为车辆提供动力,当车速达到一定程度时,发动机会启动工作,为电池充电,同时也为电动机提供动力。

       3、电池工作原理:电池是混合动力车辆的储能装置,用于存储电能并为电动机提供动力,当车辆行驶时,电池会不断地向电动机提供电能,当电池电量不足时,发动机会启动工作,为电池充电。

       4、变速器工作原理:混合动力车辆采用了电动机和发动机的组合,因此需要一种特殊的变速器来完成两个动力源的协调工作,混合动力车辆的变速器可以根据车速和电池电量的不同情况,自动切换不同的工作模式,以保证车辆的性能和燃油效率。

比亚迪超级混动dmi工作原理

       比亚迪,丰田同为混动差距却很明显

       到混动,不得不提丰田THS混动技术,论资历、销量、技术都是“一枝独秀”。但没想到,比亚迪DM-i混动技术率先打破了这种局面。到底哪家混动车型优势更明显?实际驾驶之后,差距一目了然。

       对于大部分家用车而言,预算普遍在10-17万之间,在混动领域,卡罗拉双擎与比亚迪秦PLUS价位差不多,买车时,这两款车经常被放在一起对比,这里从5个方面来详细聊聊他们之间的差距都在哪?

       一、两种混动车型动力、驾驶体验不一样。

       卡罗拉双擎属于油电混动,以“油为主,电为辅”,小电池容量约1.5kWh,在起步、低速行驶时,默认由电机驱动,当车速达到中速(一般40-55千米/小时)以上,车机系统会根据车辆转速、扭矩等实时信息进行智能分配动力。

       比如遇到爬陡坡、满载、加速超车等需要大扭矩的场景,发动机为主,与电机共同进行驱动,当电池电量不足时,发动机也会启动为电池充电。

       比亚迪秦PLUS DM-i则是插电混动车型,以“电为主,油为辅”,一般搭载的动力电池容量相对偏大,大部分纯电续航里程在55-120千米左右,也有的车型纯电续航可达到200公里甚至更多。

       它和纯电动车一样,需要依靠充电桩给电池充电,以秦PLUS冠军版120千米续航版本来说,电池有电时,不管什么场景都是电机驱动,这和纯电动汽车是一模一样的。

       当电池容量不足时,发动机会主动介入,或者遇到需要大扭矩时,电机与发动机共同驱动,当电池电量无法提供驱动时,完全由发动机进行驱动。这时候和驾驶燃油车是一样的。

       由于不同的工况,动力系统不一样,因此这两款车在动力方面还是有一定差异,对于卡罗拉双擎来说,电机毕竟是辅助,在市区用车,一脚油门踩下去,伴随着发动机的轰鸣声,怀着激动的心,速度却没跟上来,白激动了。

       而秦PLUS在电池电量充足的情况下,相当于是一辆纯电动汽车,虽然谈不上推背感,但动力比卡罗拉更有优势,当两车都处于亏电状态下,卡罗拉的优势似乎要明显一些,一方面发动机排量大一些,另一方面车辆也更轻一些,爬坡、急加速等这些场景下,动力略有优势。

       二、对比油耗

       在城市周边用车,卡罗拉双擎油箱为43升,加满后表显续航里程大概在950公里左右,偶尔开暖空调的情况下,实际续航大概有910公里左右,城市和高速平均算下来,百公里综合油耗在4.6L左右。

       而比亚迪秦PLUS,如果想省钱,那可以勤快一些,多充电,经常保证电量充足,纯电行驶,百公里耗电约14度电左右,但毕竟纯电续航里程偏短,充满一次电,实际续航大概在90公里左右。

       也就意味着单程超过50公里左右,就需要发动机介入,这时候油耗偏高,平均算下来,百公里电耗约5度+3.8L,当然每个人用车情况不一样,电量高,那油耗就会低,油耗高,耗电就会低。

       这样对比下来,卡罗拉双擎相当于1公里花费约0.36元,秦PLUS相当于1公里花费约0.33元。可以说两款车的用车成本都非常低,技术只有燃油车一半的成本,当然,如果经常在城市周边用车,频繁充电,那秦PLUS的优势会更明显。

       三、舒适性、操控方面。

       10多万的车,两车整体舒适性对得起这个价位,毕竟绝大部分时间都是电驱,除了风噪、胎噪声略微明显之外,坐在车里确实显得很安静。

       但当车辆亏电时,感觉卡罗拉双擎版发动机介入后的整体噪音与振动略明显一点,可能就是隔音降噪用料方面的差异。至于操控方面,都大同小异,没有明显的感受。

       四、外观、内饰、空间、功能配置、性价比方面。

       卡罗拉双擎在外观、内饰、功能配置方面,依然显得较为“中庸”,同一款车型,几年下来都没有太多变化,或许是日系讲究实用、经济性,并不像秦PLUS,更多会迎合广大车主的喜好去设计。

       因此,这几项可以说是卡罗拉双擎的减分项,而国产车在这些方面,一直都处于优势,外观大气、内饰大气、用料足、功能配置更丰富,性价比更高,两车差距很明显。

       五对比其他方面

       秦PLUS DM-i属于插电混动,目前还可以享受“绿牌”,这一点对在限牌、限号城市的车主来说,优势非常明显,要知道,个别城市,仅仅上牌的综合成本可能都在5万以上。

       而卡罗拉双擎由于是油电混动车型,并不能享受“绿牌”待遇,买新车时,仍需购置税、车船税等费用,从这一点来说,比亚迪插电混动车型的优势非常明显。

       保养方面,卡罗拉双擎相比燃油版卡罗拉来说,毕竟两套系统,后期整体保养费用肯定会多一些。另外整车享受3年或10万公里质保。

       而秦PLUS虽然也是两套动力系统,但发动机系统方面,并没有传统变速箱,就是一个单速比变速箱,相对来说简单很多,整体故障率可能会少,且整车享受6年或15万公里质保服务。

       总之,卡罗拉双擎主要优势在于THS混动技术较为成熟,整车稳定性高,油电混动车型,相对较为省心,而秦PLUS DM-i在动力性能、外观、内饰、空间、功能配置、用车成本等方面的优势较为明显。

       可能有人会说,丰田和本田的混动技术,其他车企望尘莫及,这一点不可否认,他们确实很牛,但如今买车都会多方面、多角度进行综合对比,技术是一方面,其他优势也是考虑的重要因素。

       或许比亚迪混动技术没有丰田成熟度高,但它整车6年或15万公里质保。一般家用车,平均使用周期大概在8年左右,6年质保可以消除车主的很多顾虑。

       因此,秦PLUS DM-i的综合优势更为明显,当然了,青菜萝卜各有所爱,还是要根据个人喜好、用车场景去选择。

比亚迪混动技术到底领先在哪里?

       混动DMI工作原理是以高安全性能的刀片电池和性能高的功率电动机为设计理论。

       这套混动逻辑特别简单,没有所谓的变速箱,发动机和发电机直连状态。在中低速工况下车辆是有电动机驱动,发动机只负责发电,在高速工况下,发动机会直驱车轮,需要动力时候电动机还会介入,驱动同时还会发电。

       超级混动技术以高安全性的刀片电池和高性能的大功率电机为设计基础,主要依靠大功率高效电机进行驱动,汽油发动机的主要职责是在高效转速区间发电,并在合适的时机直接驱动车辆,通过改变传统混动技术以发动机为主的设计,从而大幅降低油耗。

比亚迪DM-I混动模式有以下6种:

       1、纯电模式:混动汽车能在市区这么省油,这就要归功于纯电模式了,在市区内平均车速也就是80—90公里每小时,这个时候发动机一般不工作,所以完完全全就是纯电模式驱动,只有亏电情况,发动机才会工作,这个时候也是最省油的。

       2、增程模式,即增加续航里程,这个时候发动机是工作的但不进行驱动,主要是为启停电机充能,再由启停电机为大电池充电。

       3、引擎模式:就是前桥后桥电机在工作,由前后桥电机同时为中央大电池供电,这个时候就属于将过剩的发动机动能转化为电能输送给电池。

       4、混动模式:就是将发动机的动力和前后桥电机一同开启,同时给车辆驱动,一般处于极限加速或者高功率情况。

       5、能量回收:就是当你的车进行减速或者制动的时候,前后桥电机由驱动模式变成发电模式,反向为电池充电。

       6、静止充电:就是当你车辆停止状态但不熄火,检测到车辆馈电,这个时候发动机主动工作为电池充电,达到续航和省油的目的。

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       比亚迪是国内最大的新能源汽车生产企业,销量连续6年全国第一,这让比亚迪有底气号称新能源汽车领导者,同时他们也极力宣传“技术为王,创新为本”的理念,强调自己技术的先进性。

       但是依然有些读者不甚明白,比亚迪到底领先在哪里了?刀片电池给纯电动汽车带来的改变已经有目共睹,今天我们再以PHEV为例,说说比亚迪的新能源技术到底领先在什么地方。

       性能出类拔萃

       早在2015年,比亚迪的唐DM就实现了4.9秒破百的强悍实力,成为20万级汽车性能王者的存在。

       纵观合资以及国内其它自主品牌,同级量产PHEV车型的性能普遍达不到这个水平。这不仅是技术的差距,也是定制化开发和量产能力的差距。

       比亚迪自主掌握三电系统开发能力,可以根据车辆设计目标来开发对应的电气系统,量产工作也由自己完成,不用过多计较每一个细节的成本,因此统筹工作更容易。

       而其它绝大多数厂商都依赖供应商来实现插混。而供应商显然会考虑到市场、消费者、成本等等诸多因素,开发最中庸的产品,来满足大多数客户的需求,这就解释了为何合资的插混性能普遍偏弱,不敌比亚迪了。

       就像几天前刚上市的2021款唐DM,配备了3台电机,系统综合最大功率431kW,最大扭矩900Nm,百公里加速4.3S。这三台电机要与发动机、变速箱匹配协调,交给第三方去完成的话,难度巨大,而且第三方供应商会考虑到一套系统适配多个厂家的车型,更是难上加难。

       拥有取代燃油车的实力

       不是所有的PHEV都能完美地取代燃油车,因为PHEV在电量充足以及低电量时通常呈现出两种完全不同的体验,动力输出的稳定性受到很大影响。

       有少数在HEV基础上改进而来的PHEV可以实现动力稳定,然而解决方案并不是动力一直很强,而是让动力一直很差,在电量充足的时候与电量低的时候一样差……

       而让强动力和持久性都能兼顾的,当今世界,除了比亚迪之外,笔者还没有发现谁能做到。

       正如前面所述,比亚迪的工程师不必像其它厂商的设计人员一样过于顾虑配套商的量产供货能力,因此可以在技术上进行更大胆的尝试,创造更多可能。唐DM,采用了比亚迪最新的DM-p技术,核心就是在曲轴端配备的一台高压BSG电机。这台电机在很多时候充当发电机的角色,令电池时刻保证充足电量,从而让唐DM拥有始终如一的强劲动力。

       市面上也有一些其它品牌PHEV车型采用BSG电机,但在本质上与比亚迪的截然不同。唐DM的这台BSG电机输出电压高达360-518V,发电功率25kW,而吉利等品牌PHEV车型配备的BSG电机为48V低压电机,功率也极为有限。

       使用过电动汽车或者电动工具的人都知道,220V电压与380V电压的差距已经很大,何况48V与360V的差距……因此48V?BSG电机为电池系统充电的作用几乎可忽略,更多的是发挥启停作用,令启动更迅速更平静一些罢了。所以,很多PHEV车型,即使配备了BSG电机,电池电量还是会逐渐减少。

       量变引起质量,唐DM的BSG电机采用大功率设计,25kW的功率已经足够车辆高速巡航使用,高压设计,充电效率也有保障,因此,在正确的使用唐DM时,其系统的电量可以始终保持充足,摆脱充电桩依赖,随叫随到的动力稳定输出,真正意义上取代燃油车。

       油耗超级稳定

       基于第二点的基础上,比亚迪的PHEV可以实现在高速时用汽油机驱动,低速时汽油机发电,电机驱动车辆,充分利用汽油机和电机的高效区间。这样一来,车子的结合了电动汽车低速能耗低、汽油车高速省油的双重优势,实现了更低更稳定的油耗,即使运动模式+堵车,油耗也十分可以接受。

       笔者测试过多款比亚迪插混车型的油耗,先看唐DM的实测结果:全程均为北京城区,中度拥堵,平均时速25km/h左右,唐DM全程运动模式,全程空调24度,任性享受超强动力,实测油耗为8.92L/100km。

       如何看待这个油耗?作为一台7座C级SUV,在纯市区,运动模式+空调,哪台燃油车油耗能低于15L/100km?何况是5秒俱乐部的车子,别说大SUV,就是一台小钢炮,油耗也达不到这个水平。

       而重量、性能低一个级别的宋MAX?DM,采用同样的测试方法,油耗为7.5L左右,秦Pro?DM不到7L。别忘了,这些油耗的前提是,运动模式,超车刹车都非常任性的情况下实现的。比亚迪的黑科技可以让车主尽情享受驾驶的快感,而同级燃油车,有几人舍得每天用运动模式开车呢?

       也许有人会说,丰田的混动不用充电,油耗更低。但请别忽略了一个事实,卡罗拉混动,1.8L汽油机+电机,百公里加速超过12秒,混动的意义何在?

       这种混动根本算不上黑科技,只不过是取向不同罢了。只要比亚迪牺牲一些性能,换上阿特金森循环发动机,秦Pro?DM的油耗PK混动卡罗拉非常轻松。比亚迪可能意识到了市场对这种弱动力、低油耗产品的需求,这种方案,已经安排上了,油耗绝对惊喜,而且,比亚迪的动力即使变弱也依然可以吊打混雷等高级老头乐。

       所以笔者认为,比亚迪的插混系统是当今世界最有价值的混动系统之一,尤其是对于看中性能的消费者来说,绝对的福音。比如说秦Pro?DM,每一脚都享受GTI的动力,同时仅需要花费到7L的油耗,这不是黑科技吗?除了比亚迪,还有谁能做到呢?比亚迪新能源技术领先之处,真不是谁想学就能学来的。

       本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

       好了,今天关于“比亚迪混合动力汽车技术论文”的话题就到这里了。希望大家通过我的介绍对“比亚迪混合动力汽车技术论文”有更全面、深入的认识,并且能够在今后的学习中更好地运用所学知识。