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绝地求生辅助 「讲堂」DM-i,DM-p,都是DM,“i”与“p”有何差别?

绝地求生辅助

DM-i技术开启了比亚迪的新时代,助力比亚迪迎风而起,一跃成为自主车企市值第一,全球第四。它做到了以前的比亚迪混动技术没能完成的任务,它和以前的DM,现在被叫做DM-p的混动技术又有何区别?

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DM-i和DM-p虽然都是比亚迪的混动技术,虽然核心都由一台发动机和两台电机组成,但他们的组合方式,结构,理念,设计思路、目标都截然不同。

DM-i的设计目标是省油,而DM-p的目标则是性能。他们的结构,电机发动机的选型配比都是依据设计目标而来。

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目标决定能力

我们可以复习一下往期的讲堂,回忆一下P0-P4,以及功率分流型和离合器切换型混动结构的概念。DM-p属于P0P3(四驱车型的话是P0P3P4)构型,而DM-i则是离合器切换型。

DM-i从结构上更接近比亚迪最早的混动车型,是初代DM技术,F3 DM的传承。那是串联混动,也就是增程式混动。对的,和理想ONE岚图Free等相同。一台发电机,一台驱动电机。而发动机则是増程器,只用来拖动发电机发电。车轮只由电动机驱动。

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DM-i则在增程式的基础上增加了一套离合器和减速齿轮,以电驱为主,但发动机也能够和车轮建立机械连接,从而实现直驱。但在大部分工况中,发动机只是承担发电的角色,是打辅助的。

而在DM-p的架构中,发动机和电动机处于相同的地位。发动机连接着变速箱,可以直接驱动车轮,而P3电动机则在变速箱的另一端,同样可以直接驱动车轮。两者的扭力可以充分叠加。

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发动机的主要工作是驱动,发电能力较弱,这主要是因为承担起动发电双重功能的P0电机受限于安装位置,体积小,传动效能低。整体发电功率低,无法满足增程行驶的功率需求,发电时,发动机也无法运行在一个合适的高效区间内。

所以旧款的比亚迪DM车型,行驶中基本上只能依靠动能回收实现电池电能的补充,而停车状态下的原地发电模式也无法达到较高的效率。

DM-i和DM-p的区别核心在于多了增程也即串联模式,DM-i没有DM-p的变速箱,发动机与车轮之间的传动比相当于传统变速箱的4,5挡,这意味着它只能在较高车速下才能够直驱。它的发动机比DM-p功率低,但发电机的功率变大了,发动机与发电机的高效区间是匹配的,以期在发电时获得最好的效率。

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串联模式下车辆行驶状态与发动机解耦,发动机和发电机可以运转在相对固定的几个工况点上,发动机和发电机都针对这些工况点调整优化达到最高的发电效率。

不论车辆加速还是减速,功率需求如何变化,发动机的工况就是那几个。车辆平稳行驶或减速,功率需求小,发出来的电有富裕,那么除了提供给驱动电机之外,额外的电能充入电池。反之,车辆加速、上坡,功率需求大,发出来的电不够,那么电池参与放电,补足缺少的功率。

如果电池电量充足,且功率需求没有超过电池能力范围,发动机便熄火。

相比较增程式混动车,在高速巡航这种发动机的舒适区,DM-i可以实现发动机的直驱,这是最高效的工作状况。

而如果遇上高速超车这种最高功率的需求,那么发动机便会以最大功率直驱,同时电池单独供电给驱动电机。这就是和DM-p相同的并联模式。DM-i仅能在较高车速下实现并联。

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注意,DM-i和DM-p的电机所处的位置是相同的,都与车轮直连,这也意味着比亚迪完全可以给他匹配更大功率的驱动电机,可以把发动机换成更高功率的版本,也可以在后轴配备P4电机以获得更好的性能。只是因为发动机在低速阶段无法直驱,也即无法实现并联模式,比起拥有多挡变速箱的DM-p会略逊一筹。

DM-i的核心价值是省油,大功率电机、大功率发动机都会造成油耗的上升,给侧重省油的DM-i匹配高性能,得不偿失。不如划归DM-p阵营。

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根据申报信息,宋PLUS DM-p就会采用这样的策略,在DM-i基础上增加一个120kW的P4电动机,与现有的DM-p,也即采用P0P3结构,由第三代DM技术更名而来的混动系统有所差异。

时势造英雄,DM-p孕育了DM-i

从结构来看,早些年的F3 DM向DM-i过渡是相对平滑的,但比亚迪却放弃F3 DM的增程式路线,而采用P3结构的542双擎DM(DM-p)。这是时代的必然选择。

当年的比亚迪作为混动技术的先驱者,需要一个响亮的招牌来打响名气。DM-p技术带来的542(5秒,四驱,双擎)强大性能比起节油,是更加直观而有力的宣传武器。

P3结构对燃油车型的兼容性也不容忽视。虽然比亚迪一直以来都以混动技术领导者的形象出现,但直到最近两年新能源渗透率稳步提高之前,其主要销量营收还是来自于燃油车。

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当年的比亚迪并没有足够的实力同时开展燃油车和混动车的专项,如果能够将混动技术与当时已有的燃油车型相结合,于成本、于技术的集中发展都有益。基于P3的DM-p方案保留了燃油车的全部部件,是做加法,更简单,也有更高的零件复用性。

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更重要的是,DM-i所需的技术基础比DM-p更高。是的,虽然DM-i看上去结构非常简单,没有多挡变速箱,没有行星齿轮排,但串联混动存在能量的二次转换过程,电机、发动机的效率都会在极大程度上影响最终的节油效果。因此高效率的发动机和电动机都是必需品。早些年的比亚迪还真没这个条件,在542的年代,并没有可能诞生一台适合DM-i使用的专属发动机。

就比如那台DM-i混动专用的骁云1.5L发动机,就不是那么简单的。热效率43%,背后蕴藏的是15.5超高压缩比,是阿特金森循环,是EGR废气再循环、是分体冷却技术。

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这些技术看起来简单,实际背后比亚迪付出了绝大的努力。超高压缩比虽然能够提高能效,但会带来爆震,一般压缩比达到10以上,就需要使用95号及以上的汽油。而DM-i为了最大限度降低油耗成本,使用的是92号汽油,这对于爆震而言又是一项不利因素。可见其控制技术的高明。

而阿特金森循环,看上去其实只需要调整气门正时,但一旦使用阿特金森循环,发动机的NVH就会成为大问题。在这一点上,连丰田本田都谈不上优秀,他们的混动车发动机介入后都会有着比燃油版车型更高的振动和噪音。

而比亚迪则是对包括曲轴、主轴承、缸体、油底壳进气歧管、裙架、缸盖罩等发动机各个零部件进行了NVH优化,最终DM-i车型发动机介入后的NVH品质虽然不能够称为无感,但也不会恼人。

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43%热效率的实现需要车企在发动机设计领域拥有足够的经验,虽然这个热效率还有些取巧的成分在,比如使用了电动空调压缩机和电动水泵从而取消了发动机的前端轮系,这些发动机附件原本是由发动机皮带带动,是计入发动机损耗中的。

但反过来,正是由于比亚迪542战略让插电式混动在诞生初期建立了一个强烈的性能印象,从而在市场竞争中站稳了脚跟推动了新能源技术的发展与普及,电动空调压缩机,电动水泵等等才顺应电动车浪潮而生的,使得这些附件都在数年的发展中形成了成熟的供应链。

也正是因为早期有了542的推广与萌芽,比亚迪以及整个行业电驱动技术才能蓬勃发展,这类原本由发动机驱动的辅件也逐渐电动化,成为DM-i技术诞生的萌芽地。

合理的匹配,合理的价格

最后,DM-i还解决了混动车型的一个大难题——价格。比亚迪的DM-i系列将插电式混动车型价格的溢价抹除,与燃油版一致。

不论秦Plus还是宋、唐的DM-i版本,他们的售价比起同级别的燃油车相差无几,同时还能够拿到绿牌。而具有相似节油能力的日系混动,丰田也好本田也罢,都在燃油车的基础上溢价不少,带大电池的插电版更是称得上昂贵。

DM-i技术的核心价值在于省油,对于用户而言就是省钱,如果剩下的油钱不足以抵扣买车的溢价,其吸引力也必然不可能达到如今的地步。

而性能就不同,虽然电动车的出现让性能也逐渐变得廉价,但对比燃油车,要达到同样的性能价格更高,带电之后的性能直观地值回了票价。当整个电动化产业链的成本仍在高位,提供高性能的DM-p自然会更有吸引力。

DM-i之所以能够将价格控制得这么好,也离不开近些年产业链的成本下降和技术革新。比亚迪的刀片电池CTP技术解决了磷酸铁锂电池的能量密度问题,从而使得更加便宜的磷酸铁锂得以广泛应用。

同时,串联的驱动方式也减小了电池高倍率供电的压力。电驱动系统也有短板效应,电池、电控、电机中的最小者决定了整套系统的实际输出能力。对于DM-i而言,132kW(以宋PLUS DM-i 55km版本搭载的EHS132为例)的驱动电机峰值输出功率由发动机-发电机和电池共同提供。而如果是DM-p结构下,电池包则需要独立提供驱动电机的最大功率。

对于插电混动搭载的较小容量电池包而言,两者放电倍率的差异较大,DM-i可以使用放电倍率较低的电池包,而DM-p则需要放电倍率更大的功率型电池包,这也意味着成本的差异。

DM-i的成功并不是一蹴而就,他是我们自主品牌多年发展的缩影,是我们国家汽车行业整体进步的反馈。