研判:比亞迪唐 DM-i電驅動技術狀態和刀片電池熱管理控制策略

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預售價19。78萬元-22。48萬元的唐 DM-i,基於“可油可電”的DM-i車型平臺解決方案而來。唐 DM-i豪華版搭載的功率型刀片電池裝載電量8。3度電,全電驅動續航里程52公里、油電混合綜合續航里程1010公里;唐 DM-i尊貴版和尊榮版搭載的功率型刀片電池裝載電量21。5度電,全電驅動續航里程112公里、油電混合綜合續航里程1050公里。唐 DM-i全系車型配置採用彌勒迴圈技術的驍雲-插混專用1。5Ti高效發動機和基於扁線繞組技術的EHS雙電機傳動系統。

在室外溫度24-27攝氏度的深圳,新能源情報分析網對唐 DM-i適配的源自BC系列電動空調壓縮機引出的直冷熱管理控制策略進行測試。為了儘快將唐 DM-i的整車狀態提升到正常值,在鋪裝路面進行頻繁的重複全負載加速和制動動作。

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唐 DM-i可以在EV+ECO、EV+NOMAL、EV+SPORT、HEV+ECO、HEV+NOMAL、HEV+SPORT以及冰雪砂石模式間進行不停車切換。此次,唐 DM-i的簡單測試都是以HEV+SPORT模式為前提展開。

此前量產的比亞迪各款DM車型,都是以30-35公里/小時行車速度點作為EV-HEV模式切換閾值。唐 DM-i並沒有單純的以行車速度作為EV-HEV切換的唯一條件,而是根據動力電池電量SOC值和加速踏板深踩程度進行選擇。

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將功率型刀片電池SOC值調節至25%,並以近乎滿電的狀態開始測試,意味著唐 DM-i即便在HEV狀態,也會優先使用來自動力電池儲存的電量用於驅動。

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在測試過程中如果油門踏板瞬時深踩,這臺驍雲-插混專用1。5Ti高效發動機會及時啟用,或與動力電池協同驅動(並聯)、或驅動車輛的同時為動力電池行車充電(串聯)。

根據此前測試的秦PLUS(DM-i)表現看,唐 DM-i處於低電量時(動力電池SOC值25-30%)發動機會更頻繁的進入行車發電模式;在車輛處於50-70公里/小時和100-110公里/小時的兩個速度區間,也會進入發動機直驅模式“彌補”驅動電機低效率帶來的能量損失。

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在高負載狀態機動行駛後,對唐 DM-i電驅動技術狀態和功率型刀片電池熱管理控制策略進行評測。

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拆除動力艙防塵罩後,可見唐 DM-i各分系統技術狀態。

紅色箭頭:基於彌勒迴圈的1。5Ti高效-插混專用發動機

黃色箭頭:基於扁線繞組技術的EHS雙電機傳動系統總成

白色箭頭:1。5Ti高效-插混專用發動機和EHS雙電機系統總成的驅動部分共享的迴圈管路補液壺(140kPa)

藍色箭頭:EHS雙電機傳動系統總成的電控部分迴圈管路補液壺(kPa)

綠色箭頭:IPB制動系統補液壺

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在驍雲發動機體系中,有針對燃油車的高功率版本(1。5Ti和2。0Ti),針對DM-i車型的高熱值版本(1。5和1。5Ti以及尚未量產的2。0Ti)。唐 DM-i搭載的驍雲-插混專用1。5Ti高效發動機最大輸出功率102kW、最大輸出扭矩則是231Nm。壓縮為12。5並應用VTG可變截面渦輪增壓器,採用彌勒迴圈技術、熱效率40%、發動機超過38%的高效區佔比超過70%。大幅度電動化的驍雲-插混專用1。5Ti高效發動機,引入了大功率電動水泵用於缸蓋和缸體分層散熱技術,將發動機、電傳動系統納入到整車層面熱管理範圍。

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在三個版本的唐 DM-i車型中,全電續航52公里車型適配的是EHS145雙電機傳動系統總成,驅動電機最大輸出功率145千瓦,最大輸出扭矩325牛米、最高轉速16000轉/分、油冷散熱;其他兩個全電續航112公里車型適配的是EHS160雙電機傳動系統總成,驅動電機最大輸出功率160千瓦最大輸出扭矩325牛米、最高轉速16000轉/分、油冷散熱。這兩個EHS雙電機傳動系統總成適配的發電機最大功率均為95千瓦、最高轉速16000轉/分、油冷散熱。

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紅色箭頭:耗電量與發熱量較低的EHS雙電機傳動系統電控端

藍色箭頭:EHS雙電機傳動系統的發電機一側

黃色箭頭:EHS雙電機傳動系統的驅動電機一側

綠色箭頭:EHS雙電機傳動系統的直驅部分

相對豐田行星輪HEV技術、本田iMMD驅動技術,比亞迪的DM-i驅動技術,這三款電傳動系統都使用了扁線繞組技術,兼顧了動力、油耗\電耗和效率多方面。但是,比亞迪的EHS雙電機傳動系統,首先考量了擁堵用車環境中低速行駛的低油耗\電耗,其次透過設定1組直驅系統“彌補”中高車速區間驅動電機轉速攀升導致的效率降低電耗升高的不足。

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需要注意的是,這套由比亞迪自行研發和量產的EHS雙電機傳動系統總成,發電機和驅動電機都採用了“1槽4線”扁線繞組技術。基於扁線繞組技術的發電/驅動電機相對圓線繞組技術電機,做到同樣功率時,體積更小、重量更輕、成本更低。換句話說,在限定了空間的動力艙內,扁線電機可以後可以向更大功率發展,或可以向更小體積發展。

最關鍵的是,唐 DM-i適配了1組功率型刀片電池系統,裝載電量從8。3度電-21。5度電,可以最大限度調節EV-HEV模式轉換過程所需的電量輸出和儲存需求,節約電量和降低能耗。

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唐 DM-i適配的功率型刀片電池系統採用全新的熱管理控制策略,即透過充放電過程釋放的熱量用於低溫預熱伺服;透過電動空調壓縮機輸出的冷量直接用於高溫散熱伺服。

相對比亞迪和其他品牌在售的基於冷卻液的新能源車熱管理控制策略,最大程度簡化了結構、降低能耗、提升可靠性和安全性。

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在靜態測試過程中,唐 DM-i處於啟動並開啟駕駛艙空調智慧模式狀態。位於車身焊接前端的防火牆佈設了幾組空調管路,而沒有設定任何冷卻液管路。

紅色箭頭:從驍雲-插混專用1。5Ti高效發動機缸體引出的管路,為承載“熱量”的冷卻液用於駕駛艙空調製暖

藍色箭頭:從BC系列電動空調壓縮機引出的硬管,為承載“冷量”的製冷劑用於駕駛艙空調製冷

黃色箭頭:從BC系列電動空調壓縮機引出的硬管,為承載“冷量”的製冷劑用於刀片電池高溫散熱

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透過熱成像系統比對,從發動機引出的硬管表面溫度約為28攝氏度,與“熄火”狀態的驍雲-插混專用1。5Ti高效發動機迴圈管路補液壺表面溫度相差約3攝氏度。從BC電動空調壓縮機引出的空調硬管(至駕駛艙)表面溫度約為6。1攝氏度。

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固定在防火牆的空調硬管,承載著經電動空調壓縮機輸出的冷量至刀片電池前端的膨脹閥體為內部的電芯進行高溫散熱伺服。透過目測,至動力電池的空調硬管表面附著冷凝水(紅色箭頭所指),這說明在室外27攝氏度的環境,唐 DM-i的動力電池熱管理控制系統(高溫散熱功能)被啟用。

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上圖為透過熱成像器材鋪捉到唐 DM-i動力電池熱管理控制系統啟用後,刀片電池前端的硬管因承載BC電動空調壓縮機輸出的冷量,表面溫度降低至11。3攝氏度的特寫。

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因為動力電池熱管理控制策略的進化,使得唐 DM-i動力艙內諸多分系統結構得到最佳化。首當其衝的是,刀片電池製冷技術的應用,省去了承載冷卻液用的“X通”閥體、管路、電子水泵等硬體同時提升了可靠性與安全性。

筆者有話說:

比亞迪在2021年推出的DM-i平臺用於替代燃油車,兼顧長續航里程和低油/電耗的全方面技術解決方案。儘管被歸屬於插電式油電混合動力車型,但是更簡單的結構和更高的可靠性,最終換來的是與傳統燃油車等同的安全性。

相對以往多個品牌量產的HEV車型、PHEV車型、EREV車型以及EV車型,幾乎不具備或乾脆省去了行車時動力電池高溫散熱功能,認為這是一種應對極少數工況的高溫散熱設定,雖然更安全但是更耗費電量。

然而在唐 DM-i上,比亞迪的工程師秉承了王傳福“安全,是發展新能源汽車必須守住的底線”的意識,在滿足“1000+公里”綜合續航里程的硬實力同時,引入了使用溫度範圍更寬泛的主動製冷動力電池高溫散熱功能。

基本上可以認為,唐 DM-i適配的基於彌勒迴圈技術的驍雲-插混專用1。5Ti高效發動機,基於扁線繞組技術的EHS雙電機傳動系統的技術狀態領先整個行業;採用自加熱技術和製冷散熱技術的功率型插混專用刀片電池熱管理控制策略行業中最完善。

新能源情報分析網評測組出品

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