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自主混合動力技術的新標桿?比亞迪DM-i技術淺析

比亞迪2021,1,1晚舉行DM-i超級混動發布會。到目前為止,實際油耗測試結果已經出來了,確實很驚人,可以和混合動力廠商豐田THS和本田i-MMD壹較高下。那麽,DM-i是如何取得這個成績的呢?讓我們來看看吧。

比亞迪DM技術的DM是Dual Model的縮寫,意思是雙模車,也就是傳統的混合動力汽車,有燃油動力和電力兩種動力模式。比亞迪自2008年以來壹直在開發混合動力技術。

DM-i是比亞迪迄今為止的第四代混合動力技術。由DM1代1.0升自然吸氣發動機和兩臺電機串聯的結構升級而來。擁有專門為DM-i研發的熱效率超過43%的1.5升阿特金森循環發動機,以及功率提升兩倍以上的兩臺電機,以電動設計理念定義混動技術。

在大功率電機、大容量高性能動力電池和極高熱效率發動機的支持下,DM-i實現了超低油耗、安靜平順、動力出色等近乎完美的整車性能。

曉雲-插電式專用1.5L高效發動機

為什麽小雲的1.5L高效發動機熱效率達到43.04%?原因是它完全只為發電服務。與傳統的主機廠不同,它需要壹臺發動機匹配多個車型,兼顧混合動力汽車和純汽油車,不能完全利用設計來提高熱效率。比亞迪做了哪些改進才達到43.04%的熱效率?

15.5的超高壓縮比:1

●阿特金森循環

●冷卻EGR(冷卻廢氣再循環)

●分離冷卻

低超低摩擦

●無輪系統設計

註意,以上設計決定了這款發動機的偏性,只能用於混動車型,不可能在普通汽油車上使用這款發動機,註定了這款發動機熱效率高,放棄燃油平臺,只用於插電式混動。

DM-i系統的核心——EHS電動混合動力系統

DM-i超級混動的核心系統比亞迪稱之為EHS電動混合動力系統,是壹種雙電機結構,采用串並聯結構。下面介紹電機的改進。

這是傳統的銅線繞線電機。由於銅線截面為圓形,多股平行纏繞,槽滿率(即銅線在固定銅線的槽中所占的比例)相對較低,浪費了大量空間。另外,由於繞組結構,散熱困難,發熱量大,難以進壹步提高功率密度。

這是壹款扁線電機,DM-i的電機就采用了這種技術。扁線電機的優點是槽滿率高,比傳統電機高50%以上,可以達到70%甚至更高。散熱性能好,壹方面表面積增大,散熱面積大;另壹方面,繞組之間的接觸面積大,間隙小,導熱性更好。繞組端部較短,即繞組兩端布線所需空間較小,節省更多空間。更小的尺寸可以有效減小電機的體積,提高功率密度。另外NVH更好,因為槽形不壹樣,電磁噪音更低。

EHS電混合動力系統集成了兩個電機和兩個電控,沒有外接電路,降低了線損,提高了可靠性。與第壹代DM系統相同的串並聯結構,單擋直驅,大大提高了傳動效率。

EHS系統的兩個超高速電機是並行設計的。發電機直接與發動機相連,通過離合器和減速齒輪與減速器相連。驅動電機通過減速齒輪直接與減速器連接。

簡單的單級減速器結構大大提高了傳動效率,濕式離合器保證了離合器的壽命和穩定性,在急加速時能傳遞更高的扭矩,進壹步提高了系統性能,減少了能量損失。

改進的冷卻方式,直噴轉子油冷卻技術與電機通過在外殼上設計水道的間接冷卻方式相比,直噴冷卻技術可以縮短傳輸路徑,用冷卻油直接均勻冷卻扁線繞組,大大增強了散熱能力。與傳統冷卻方式相比,電機額定性能大幅提高32%。另外,之前的散熱方式無法冷卻轉子,轉子的永磁體非常怕高溫。比亞迪的直噴轉子油冷卻技術可以直接冷卻轉子,使電機在極端工況下使用壽命更長,性能更高。這些都使得EHS系統高效穩定。

DM-i超級混合動力專用刀片電池

最後,比亞迪的王牌是刀片電池。大家都知道比亞迪是做電池起家的。這次對之前的刀片電池做了哪些改進?

電池組是磷酸鐵鋰電池,安全性極高。采用無模塊設計,將刀片電池與袋體設計融為壹體,形成穩定的蜂窩結構,大大提高了電池組的強度,也使得空間利用率高達65%,提高了電池組的能量密度。

超級混合動力特種動力刀片電池采用最新的脈沖自加熱和制冷劑直接冷卻技術,取消水冷系統作為中間商賺取差價。脈沖自熱是世界上第壹個搭載該技術的動力電池。電池控制器控制電池的短時大功率充放電,使電池升溫,達到加熱電池的效果,滿足高安全性的要求。因為是自發熱,發熱均勻性更好,產生的熱量全部用來提高電池溫度。與傳統的用冷卻液加熱電池組的方式相比,加熱效率提高了10%以上。

制冷劑直接流入位於電池組上層的冷卻板,冷卻板與冷卻單元直接接觸,換熱效率更高,換熱能力更大。以上使得電池組在任何時候都工作在最佳狀態,性能有保障,更安全。

綜合來看,比亞迪DM-i技術的核心優勢是構建了以高熱效率發動機、扁線電機、舒適溫度刀片電池為核心的行業領先的硬件架構。由於篇幅所限,本文只討論比亞迪的DM-i的硬件系統,其實際使用經驗和感受將在下文與大家分享。有興趣的朋友也可以繼續關註我的車號——鄭思學,我也會。

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