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比亚迪DM-i与长城柠檬DHT 谁更代表国内混动技术的巅峰?

【EV视界原创】当我们提到混动车型时,大多数人都会认为在这一领域做得如日中天的日系车型最为靠谱。不过随着新能源汽车的普及逐渐全球化,在遥远的东方大国有这样两个企业分别推出了自己最新的混动技术,它们就是比亚迪的DM-i和长城柠檬DHT。然而,这两者在技术方面会有着怎样的不同?

一般来说,不同于燃油车和纯电动汽车的单一能量流"动力-传动-输出"的清晰架构,所谓混合动力架构是将两种动力源相耦合,自由度更为高的一种驱动方式。

而随着年代技术发展的久远,目前在技术的类别中分为三大类。分别为:串联架构、并联架构和混联架构。其中:串联架构是将发动机与车轮解耦,发动机通过发电机发电,再由电机驱动车轮,并联架构则是发动机与发电机可以同时驱动车轮,实现两个动力源的相互补充与配合。

而混联架构是可以同时实现串联与并联功能,其有两个电机,一个电动机仅用于直接驱动车轮,还有一个电机具有双重角色:当需要使用极限性能时,该电机可充当电动机直接驱动车轮,整车功率就是发动机与两个电机的功率之和;当电力不足时,就充当发电机,给电池充电,比亚迪的DM-i与长城DHT则就属于这一种混动类型。

混动架构对比

说到混联式架构,本田的i-MMD和丰田THS也许是这一领域不可否认的代表,但作为后来者的比亚迪与长城,必须要有耳目一新的亮点才能超越前辈。

比亚迪DM-i由一台为其专门打造的骁云-插混专用1.5L阿特金森循环发动机、ECVT、EHS电混系统和混动专用功率型刀片电池等组成。

而长城柠檬DHT则由1.5L/1.5T混动专用发动机、发电/驱动双电机、定轴式变速箱、双电机控制器和集成DCDC所组成。


整体一看,两套混动系统的主要区别在于DM-i的ECVT变速箱与DHT的GM/TM电机+定轴式两挡变速箱架构。通俗地讲,相同点在于两者都是发电机和电动机为主的驱动方式,不同点就是长城柠檬DHT系统比比亚迪DM-i多了一个两档变速箱,且这个两档变速箱可以直接的驱动车轮。

这么看去,似乎两者在混动架构上基本一致,不过如果往深度看,它们还是有着很大的不同的。

混动技术对比

比亚迪DM-i搭载了一台专门打造的骁云插混专用1.5L阿特金森循环发动机,拥有43.04%的超高热效率值。这是什么概念?一般来说,现在国际领先水平大概在40%左右,而以低油耗为傲的本田也只达到了40.5%,那么它是怎么做到的?

首先,这套发动机系统拥有15.5:1的超高压缩比,可以有效地降低排气损失和进气损失,提高燃烧效率。

另外,比亚迪还在这台发动机上装备了一个低温废气再循环的EGR冷却系统。EGR翻译成中文为废气再循环管效系统,由于发动机的正常工作温度在85℃左右最理想,这时候机油的粘度和流动性都达到最佳平衡状态,温度低于80℃时,发动机为不正常的低温模式工作,这时候机油流动性不足,润滑不良,摩擦加剧;温度在95℃左右时,或者更高温度,会使机油粘性不够,导致润滑不良,而且会加速氮氧化物的合成,造成排放超标。而该系统工作原理就是就是将排气中的一些废气重新引入到进气管重新燃烧,可以通过经过了降温的排气来减少氮氧化合物的生成,同时引入了进气歧管的废气中的惰性气体,降低了气缸中的氧含量,可以有效抑制混合气发生自燃的风险,降低爆震几率。如此有效降低燃气温度,提高系统效率,降低进气损失,而有消息称,比亚迪把EGR率做到了业内领先的25%,因此可以全方面的提高热效率来节省油耗。

除此之外,超低摩擦、分体冷却设计等技术也被运用在发动机上。所以综合看出,为了提高热效率,比亚迪在这台发动机上做了大范围的“减法”,从而到达理想的数据状态。

作为DM-i的核心,EHS电混系统采用了串并联的双电机设计。其中,驱动电机拥有132kW、145kW和160kW三种不同的峰值功率,而发电机则根据驱动电机功率的不同而有所不同。其中,132kW和145kW版本所搭载的发电机的峰值功率是75kW,160kW版本所搭载的发电机的峰值功率是90kW。三款电机转速都高达1万6千转,扭矩都超过了300N·m。

电池方面,DM-i搭载了比亚迪专为该平台打造的 混动专用的功率型刀片电池,其电池包的容量为8.3kWh和21.5kWh两种,其单片电池容量达1.53kWh。另外,刀片电池采用了最新的脉冲自加热和冷媒直冷的技术,电池控制器通过控制电池高频大功率充放电,让电池内部发热,达到了加热电池的效果,同时也满足高安全的要求。因为是自体加热,加热均匀性更好,而且发出的热量全部用于提高电池温度,比传统的加热冷却液再加热电池包的方式,加热效率提升10%以上。

另外,电池包结构部分采用了类似蜂窝铝板结构,强度更高,并符合针刺测试标准。同时还首次在插混车型同时提供交流慢充和直流快充两种补电方式,其中使用直流快充时电量从30%充到80%仅需30分钟,从15%充到80%仅需40分钟。

还有就是,该刀片电池采用冷媒直冷技术,相比液冷减少了一级能量交换,换热效率比液冷提升了20%!再通过电池高频充放电,给电池加热,不仅能热,还热的均匀,脉冲自加热效率比液加热提升10%,减小了车辆严寒条件下续航缩水的困扰。

说完了比亚迪,我们再来看看长城柠檬DHT混动,虽然深入的核心信息未透露更多,但我们还是能从已知的数据中探寻到一些信息。

柠檬DHT高集成油电混动系统是以“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。集成了1.5L/1.5T混动专用发动机、发电/驱动双电机、定轴式变速箱、双电机控制器和DCDC。另外,长城汽车柠檬混动DHT系统有三种不同规格动力总成,包括:

1.5L混动专用发动机+DHT100动力总成搭载100kW高集成混动变速箱,系统功率140-170kW,动力系统综合效率最高可达50%以上,可实现HEV/PHEV两种动力,主要应用于A级车型。

1.5T混动专用发动机+DHT130动力总成搭载130kW高集成混动变速箱,动力系统功率为180-240kW,综合效率最高可达50%以上,可实现HEV/PHEV两种动力,主要应用于B级车型。

1.5T混动专用发动机+DHT130+P4动力总成搭载了135kW三合一两挡电驱动后桥,系统功率320kW,综合效率最高可达50%以上,可实现PHEV动力,主要应用于C级车。

而在PHEV架构下,还有“1.5T +DHT130+P4”四驱动力总成,分别对应不同级别产品,满足用户的多元化选择。

柠檬混动DHT由高效率混动专用发动机、高度集成双电机混动变速箱以及135kW三合一两挡电驱动后桥,组成强劲三擎/四擎动力系统,带来超强动力。HEV两驱系统,最高动力系统功率180kW,PHEV两驱系统总功率则可达240kW,PHEV+P4结构前后桥电机可同时输出动力,最高系统总功率可达320kW。该架构的智能四驱系统拥有强劲爬坡能力,像在干燥沥青路面时,实现60%-65%最大爬坡度,在雪地时则带来15%-18%的最大爬坡度。

高燃效混动专用发动机

三合一电驱动桥

变速器方面,该系统还采用双电机混联拓扑结构,可实现EV、串联、并联、能量回收等多种工作模式,实现各种驾驶场景下动力与油耗的完美平衡。

高集成混动DHT变速器

电池方面,长城柠檬DHT架构搭载了全球最大容量高效能混合动力电池,具有纯电续航达200km的行业最高表现,采用CTP(Cell to Pack)技术,电池包能量密度达到160Wh/kg,并且支持11kW交流慢充和直流快充。

高能量密度动力电池

从以上数据我们可以看到,从而可以得出结论,比亚迪DM-i是偏重于电驱动的技术,而长城柠檬DHT则更偏向于“油电并存”的技术理念。(比亚迪宋Plus DM-i的两款电机则分别是132kW和145kW,而之前曝光的哈弗H6柠檬DHT版本,就配备了100kW和130kW两款电机,分别匹配1.5L和1.5T两款专用发动机使用)由此可见长城柠檬DHT相对于电驱的依赖度较小。

工作方式对比

硬实力有了,那两者在混动方式的软实力又是怎样的呢?

比亚迪EHS电混系统是DM-i超级混动系统的关键所在,采用了双电机的结构,一个电机负责驱动,另一个电机主要负责发电,两个电机采用平行轴的布置方式。按照能量流的走向,DM-i超级混动系统主要有四种运转工况,EV纯电动模式、HEV混动串联模式、HEV混动并联模式还有发动机直驱模式。

EV模式

在DM-i超级混动专用功率型刀片电池电量充足的情况下,EV模式适用于DM-i超级混动系统的全域工况。在这种模式下,车辆相当于一台纯电动车,DM-i超级混动专用功率型刀片电池的电量直接给驱动电机供电进行驱动。此时发动机并不会进行运转,发电机也不会进行发电。

得益于容量更大的动力电池包,在驾驶的多数情况下,DM-i超级混动系统都处于EV模式,这个时候发动机避开了低效区间,而由电动机在在高效区间运行,不仅起步加速强劲,也能降低频繁起步加速时候的能耗,适用于城市道路环境。

在电池亏电、急加速或者超高速等工况下,DM-i超级混动系统会进入HEV模式,HEV模式又可以分为HEV串联和HEV并联模式:

HEV串联模式

一般中低速行驶时,车辆会保持在HEV串联模式。在HEV串联模式下,DM-i超级混动系统以接近增程的方式运行——发动机带动发电机进行高效发电,电能直接供给电动机驱动车辆。同时系统的控制策略将会把发动机运转在最佳能效区间,富余的电能将会储存在刀片电池中。

当电池组电量低的时候就,车辆便进入HEV串联模式。在该模式下,即体验到纯电动驾驶的快感,又不会担心车辆电量不足带来的里程焦虑。另外,系统也会根据路况和工况,以及电池组的电量情况,自动进入EV纯电模式,避免不必要的燃油消耗。

HEV并联模式

如果驾驶者需要中低速状态急加速或者超高速行驶的时候,DM-i则进入HEV并联模式。在这个模式下,通过EHS的协调运转,发动机直接驱动车轮,而电池也为电动机提供电量,此时发动机和驱动电机一并出力,共同驱动车辆,系统也能爆发出最大的功率。

HEV并联模式多数在全油门加速情况下出现,这个时候车辆的动力在短时间内就达到最强输出,以秦PLUS为例,0-100km/h加速时间仅为7.3秒,足以和2.0T级动力的燃油车相比拟,超车只在弹指间。

发动机直驱模式

当车辆进入高速巡航状态时,DM-i超级混动系统会进入发动机直驱模式,此时EHS电混系统直接结合离合器和液压系统,发动机动力直接驱动车轮。

发动机直驱模式工况下,可以充分利用汽油机的高效运转区间,实现低油耗长续航。发动机有余力时也可以充电,提供给随后的城市路况实现纯电驱动,进一步提升系统效率。

再来看柠檬混动DHT,其搭载了高效混动专用发动机和TM(驱动电机)/GM(发电机)双电机,动力系统综合效率超过50%,带来全速域、全场景的最优经济性,并针对不同路面进行灵活动力分配。其核心工作原理,就是永远使发动机工作在最高效率点,或者将发动机的效率发挥到最大,从而达成整体效能最优。

“柠檬混动DHT”的工作模式分为以下几点

EV模式能量流

在EV工作模式下,TM电机可以直接驱动车轮,使发动机始终保持在高效率区域,最大限度提升动力性能。

串联模式能量流

串联模式适用于市区行驶工况,由发动机驱动GM发电,TM电机直接驱动车轮,在串联混动模式下,节油率可达35%-50%。

并联模式能量流

高速行驶工况更适用于并联模式,它由发动机驱动直接驱动车轮,GM电机和TM电机负责调节发动机工作点和辅助驱动车轮,这种发动机直驱工作点直接落在高效区域的方式,油耗较串联模式可降低10%~15%。

能量回收模式能量流

能量回收模式适用于制动工况,TM电机直接进行能量回收,不仅提升整车工作效率、增加续航里程,更能进一步降低油耗,从而更好的优化能量使用率。

综合看出,长城柠檬DHT的发动机可以通过两档变速箱直接驱动车轮,而DM-i的ECVT系统,发动机是没法直接驱动车轮的,只能带动发电机发电,再由电动机驱动车轮。

EV视界观点:在中国汽车工程学会最新发布的《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”。到2035年,在仍占市场一半份额的非新能源车型中,混合动力将成为其中的主导力量。 因此汽车产业已呈现多条技术路线并行发展的局面,为实现节能汽车的低碳化,整车厂必须建立新的混合动力技术路线。因此,比亚迪DM-i和长城柠檬DHT的相继推出,很好地打开了国产混动车型涅槃的序章。虽然在技术上各有千秋,不过值得肯定的是,比亚迪DM-i与长城柠檬DHT打破了来自日系品牌的技术垄断,成功将国内的混动技术提到了国际水准。 未来EV视界将会动态测评两款基于自身混动技术下的车型,敬请期待!

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