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關于比亞迪第三代插混系統分析

汽車與新動力 ? 來源:djl ? 作者:汽車與新動力 ? 2019-08-15 10:48 ? 次閱讀

對于純電動車和燃油車之爭,我持有非常“佛系”的態度,兩者各有優劣。一方面,很享受燃油車的無拘無束,不用擔心所謂的里程焦慮,但是對油耗又心存芥蒂。另一方面,很享受純電動車的舒暢動力輸出,但是又忍受不了補電的各種不便。

1為什么說混合動力車型好?

其實這不止是個人的看法,新能源車的消費者用自己的錢包給出了答案。從銷量來看,如果剔除掉那些低續航里程的純電動車,我們會發現插電式混合動力車型和純電動車型的銷量基本呈現1:1的比例,隨著未來純電動車型補貼的取消,相信插電式混動車型以及其他形式的混動車型會迎來不錯的發展。

插電式混動車集成了燃油發動機和電動機、油箱和電池,彼此優勢互補。一方面,電動機憑借著自身的超高效率、超快反應速度和動力輸出特性可以彌補發動機在非高效工作區間的劣勢,另外一方面,燃油補給的便利性可以充分拓展電池的“容量”,增長車輛的續航里程。

除了插電式混動車型外,增程式電動車也是典型的“混合能量”車型,同樣實現了燃油車和純電動車的優勢互補,感興趣的朋友可以點擊下方回顧鏈接查看。

2比亞迪的插混技術發展歷程

插電式混動車型雖好,但任何事物都得有個成長的過程,比亞迪作為國內較早開展插電式混合動力研究的車企,其早在2008年就推出了自己的第一代插混驅動系統,當時搭載在F3 DM車型上,年代久遠,沒有體驗就沒有發言權,就不過多評論了。

在此基礎上經過了5年的積累,比亞迪在2013年又推出第二代插混驅動系統,其基于多擋雙離合變速箱打造了P3+P4并聯結構,當時搭載在比亞迪秦插混和唐插混等車型上。坦白來講,比亞迪開發的第二代插混技術的確引領了國內新能源市場的發展,但是其在動力平順性和燃油經濟性上表現比較一般,換擋頓挫和饋電狀態下的高油耗飽受吐槽,這套系統并沒有完全發揮出插混車型的優勢。

于是,又通過5年的探索,比亞迪帶來了性能全面提升的第三代插混技術。與第二代插混技術相比,最顯著的不同便是采用了三臺電機,在原來雙驅動電機的基礎上又加入了BSG啟動/發電一體式電機,構成了P0+P3+P4混連結構(兩驅車型為P0+P3)。當然,在電池種類、電控、發動機等許多方面也都有改進,之后會詳細說到。從實際體驗來看,搭載這套系統的車型在動力輸出平順性和燃油經濟性上有非常明顯的改善。我們的同事對搭載這一插混系統的全新一代唐DM和全新一代秦Pro DM進行過試駕體驗,感興趣的朋友可以點擊下方回顧鏈接查看。

3混動結構小科普

相信不少朋友看到P0、P3、P4這些標識會感到困惑,其實很簡單,其表示的是電動機在整個驅動系統中的布置位置。

這張圖是著名的驅動系統供應商博格華納給出的一份示意圖,我們可以看到電機的多種布置位置,博格華納可以根據電機的布置位置來設計生產不同形式、規格的電動機。

如果上面那張圖太復雜,可以看這張簡圖來熟悉一下電動機在不同位置的不同叫法。

P0:電動機位于發動機前端的皮帶上。

P1:電動機位于發動機的曲軸上,處于發動機輸出端之后,變速箱輸入端之前。

P2:電動機位于發動機與變速箱中間靠變速箱一側,與發動機之間設置有離合器,用于動力接合或斷開。

PS:電動機位于變速箱內部,或者說電動機與變速箱融為一體,豐田雙擎車型搭載的eCVT變速箱便是典型的PS結構。

P3:電動機位于變速箱輸出端之后。

P4:電動機位于另一軸上,如果發動機驅動前軸,則電機在后軸,反之亦然。

4新加入的BSG電機有何作用?

所謂BSG電機就是將傳統發動機的發電機和起動機進行了一體化設計,發動機和電機之間依靠皮帶傳動。其可以起到怠速啟/停、智能發電、輔助換擋和急加速助力的功能。

BSG電機其實就是把傳統發動機的發電機和起動機進行了一體化設計。這種構造結構緊湊,而且對原有發動機的改動不大。

關于比亞迪第三代插混系統分析

從這張簡圖中,可以很清楚的看出發動機和BSG電機之間的關系,兩者之間通過皮帶連接,BSG既能充當發電機的角色又能充當起動機的角色。

當車輛處于純電動模式,發動機停止運行,此時BSG也隨發動機一起停止運轉。當發動機重新啟動時就需要BSG電機的幫助了,BSG電機通過皮帶帶動發動機重新啟動,這時候BSG電機充當的是傳統起動機的角色。

當車輛處于HEV并聯驅動模式,也就是發動機和電動機同時驅動車輪,BSG電機可以起到急加速助力的功能。

當車輛處于串聯驅動模式,也就是發動機只是發電,并不直接驅動車輪,只靠前后軸的兩個電機來驅動車輪,此時BSG電機讓前驅動電機不用承擔過重的發電任務,而是專注于驅動,在低速狀態下, BSG電機快速發電,效率優于前電機發電模式。

當電池電量較低,車輛處于發動機驅動模式,BSG電機本身的高功率密度和高電壓讓發電效率大幅提升,可以快速提升電池電量。

一般在一些48V微混車型上也都有搭載BSG電機,但是其功率一般較小,比亞迪第三代插混系統上搭載的這款電機功率更高,可以實現的功能更多。這臺BSG電機的電壓范圍為360V至518V,最大功率達到25kW,BSG電機的加入使得搭載比亞迪第三代插混系統的車輛發電總效率最高達到87%,相比上一代提高比率為21%。

5其他改進

除了加入BSG電機外,比亞迪的第三代插混系統相比第二代還有很多改進,比如2.0T發動機換裝了新型渦輪增壓器,動力響應更好,發動機的冷卻系統進行了優化,并應用了新型減摩技術,提升發動機工作效率。6擋雙離合變速箱進行了強度加強,以應對更猛的動力輸出。電池由原來的磷酸鐵鋰電池換裝為能量密度更高的三元鋰電池,電池組由原來的自然風冷變為了智能液冷,充電功率由上一代3.3kW提升至6.6kW,充電速度提升一倍。電動機也進行了升級,動力輸出更加強勁。

2.0T發動機換裝了新型渦輪增壓器,動力響應更好,發動機的冷卻系統進行了優化,并應用了新型減摩技術,提升發動機工作效率。

全新一代唐DM配備了2臺非常強大的驅動電機,前電機最大功率110kW,后電機最大功率180kW。

目前搭載比亞迪第三代插混技術的車輛最高能夠實現總輸出功率441kW,總輸出扭矩950N·m,相比第二代插混技術分別提升19%和16%。

電池由原來的磷酸鐵鋰電池換裝為能量密度更高的三元鋰電池,電池組由原來的自然風冷變為了智能液冷,充電功率由上一代3.3kW提升至6.6kW,充電速度提升一倍。

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