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插混即将进入平民时代

比亚迪的插电式混合动力汽车,以性能著称。比如,唐DM插混0-100km/h仅4.3秒,加速能力甚至超越了性能跑车。 唐DM性能虽好,但价格太贵,近30万元的售价,让消费者望而却步。大多数消费者想要的,不过是一台经济省油的代步汽车。插混能不能既有好的性能,又便宜,成为普通人的选择呢? 长期布局插混的比亚迪,当然早就掌握了这一需求。

插混即将进入平民时代

 DM-i超级混动技术,就是比亚迪拿出来应对市场变化的武器。特别是,比亚迪为此专门开发了一款发动机。 

DM是Dual Mode双模之意,而i是intelligent单词缩写,代表智慧、节能、高效之意。 DM-i的核心是骁云1.5L高效发动机、E-CVT变速箱以及高容量电池三部分。三者之中,令人眼前一亮的,是骁云插混专用1.5L高效发动机,在发动机热效率上取得了重大突破,其热效率达到了43%。

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骁云1.5L插混专用发动机 11月11日,比亚迪在京举办DM-i超级混动骁云插混专用1.5L发动机品鉴会,《电动汽车观察家》在现场了解了这款发动机的精妙之处。

这款发动机的发布,展示了比亚迪将插混技术平民化的雄心。在插混车辆仍然能够享受免购置税优惠的条件下,插混车辆的购车价格将和传统燃油车的价格非常贴近。而由于节油的效果,买一辆插混,将成为很划算的选择。 

143%热效率如何做到的? 比亚迪达成的43%热效率成就,是正确运用了加减法。 加法,增加的是燃烧效率。 减法,减少的是排气、冷却、泵气、摩擦、附件消耗等多方面的能耗损失。 给发动机燃效做加法,最有效的一招就是增加发动机压缩比。发动机压缩比越高,汽油在发动机燃烧室中燃烧得越充分。 骁云1.5L插混专用发动机的压缩比增加到了15.5,在世界范围内,这也是名列前茅的参数。 

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阿特金森发动机参数对比 增加压缩比,第一个难点就是发动机燃烧工况。 传统发动机采用奥托循环燃烧工况,压缩比的极限约为13.1,为此比亚迪放弃了多年积累的奥托循环发动机研发经验,以阿特金森循环为基础打造了骁云1.5L插混专用发动机 高压缩比,是阿特金森循环的技术特点之一。 

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阿特金森循环燃烧工况示意图 阿特金森循环燃烧工况中,发动机燃烧室进气门的关闭时间,略晚于压缩冲程的启动时间,致使发动机的膨胀行程大于压缩行程,即发动机的膨胀比高于压缩比,由此提高了燃烧效率。 另外,得益于进气门晚关的原因,会使部分油气混合物在压缩冲程初始阶段,回压至进气歧管内。这有助于汽油分子更好的与空气分子混合,提升燃烧效率。 纵然使用阿特金森循环,但如骁云1.5L发动机一般做到15.5压缩比的,也并不多见。 

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汽油发动机压缩比发展趋势 

如此高的压缩比,得益于比亚迪对骁云1.5L插混专用发动机所做的另一项加法。 这项加法,就是增加冲程-缸径比(S/B)。 

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S/B值增加,功率与效率互斥 骁云1.5L插混专用发动机的S/B比介于1.25-1.3之间,再小一些的S/B值,热效率会有所降低,而再大一些的S/B值,会降低发动机功率。 在动力和效率之间,比亚迪找到了平衡。 在发动机本体上,比亚迪的加法可以说做到了极致。但这样做,也只能让发动机的热效率停留在38%左右,想要进一步提升至43%,则需要做减法。 2减法更比加法难 吃成胖子容易,减肥很难。 对发动机而言,增加发动机功率不难,但减少发动机运转时的损耗却很难。 和减肥一样,控制热量,减少热量损耗是提升发动机热效率的关键。为了达到43%的热效率,比亚迪在骁云1.5L插混专用发动机上,将减法用到了极致。 减法第一式,减废气损失。 

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黄色、黑色部分为EGR系统部件 骁云1.5L发动机,配置了EGR(ExhaustGas Re-circulation)废气再循环系统。EGR原本是柴油车上用于减低尾气污染物的装置,比亚迪将其引入到汽油发动机之上。 

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EGR功能图

EGR通过把发动机排出的部分废气回送到进气歧管,让废气与新鲜空气混合后一起再次进入气缸。发动机废气温度高,并含有大量的二氧化碳等多分子气体,混合气后进入气缸,有助于降低气缸内最高燃烧温度的降低,从而减少氮氧化物的产生。 在汽油发动机之上,EGR也并非不可取代的部件,汽车厂家可以通过减少发动机气缸数,调整燃油喷射方式等多种手段,达到EGR类似的效果。 但消费者不喜欢三缸汽车,因此比亚迪还是配置了成本高昂的EGR系统,让骁云1.5L插混专用发动机保持为四缸发动机

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共计4个发动机点火系统

 骁云1.5L插混专用发动机上的EGR,不只是降低污染物排放的作用。EGR与高滚流进气道相互配合,能为燃烧室提供适宜燃烧温度的混合气,进而提升燃烧效率。

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EGR组件

 利用EGR减少废气损失,只能让发动机热效率提升至40%左右,比亚迪还需要继续做减法。 减法第二式,就是减少泵系损耗。 刹车泵、空调泵等多个泵体在DM-p技术上实现电器化后,DM-i技术中骁云1.5L插混专用发动机进一步将散热水泵、发电机从机械结构改为电子结构。 因此骁云1.5L插混专用发动机上,也取消了正时皮带结构,所有泵系配件均已改为使用电器化配件 减少机械传动,改为电子传动,能够提升1%左右的发动机热效率。 在减法方面,比亚迪还准备了第三招:减热。 发动机分体式冷却热管理技术首次被应用在比亚迪汽油发动机之上。 

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分体冷却热管理技术工况图 发动机缸体、缸盖,通过电子节温器和缸体蜡式节温器两个节温器,实现了缸体和缸盖的分别冷却。 在冷启动时,冷却系统不启动,以保证最快速的提升发动机工作温度。在低温时,缸盖启动冷却系统,缸体不启动。在高温时,缸盖、缸体同时启动冷却系统,并开启电子扇加速冷却。 发动机分体冷却热管理系统,通过冷车时减少冷空气,热车时减少热空气对发动机燃烧的影响,提升了发动机燃烧效率。 与发动机分体式冷却热管理系统有异曲同工之妙的,是可变排量机油泵的引入。通过对活塞背面机油量的控制,保持发动机燃烧室处在适宜温度之下进行燃烧,进而提升发动机热效率。  3PHEV再出发 DM-i技术,给了消费者重新认识比亚迪PHEV车型的机会。 DM-p时代的插电式,采用并联混动技术,注重车辆的动力性能。而在DM-i技术上,比亚迪通过骁云1.5L插混专用发动机配合E-CVT,注重电动化带来的能效提升 技术取向的不同,是消费者结构改变的必然。 542、DM-p时代的比亚迪消费者,是技术极客,是科技爱好者,消费能力强。而在插电车进入寻常百姓家的时代,购车时省钱,用车时省油的车,才能引起消费者的关注。 时代不同,技术也理应不同。 因此,DM-i技术中的骁云1.5L插混专用发动机,已和传统汽油发动机全然不同 它没有正时皮带,也无需带动机械刹车泵为制动系统提供真空,并在尺寸上大幅度瘦身。 这台发动机,被命名为插混专用发动机,就足以见得它离不开电器化技术。 

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左侧:普通燃汽油发动机右侧:骁云1.5L插混专用发动机 

通过对工况落点示意图的比较能看出,骁云1.5L插混专用发动机的工况,覆盖范围不如传统燃油发动机,因为它就是为发电而生,驱动其次 未来,骁云1.5L插混专用发动机将与E-CVT变速箱进行搭配组合,实现低速增程,高速直驱 而低速增程,高速直驱,被认为是插电车发展的必然趋势,也是在能耗和动力之间取得平衡的最好方式。 利用DM-i技术,比亚迪插电车能够享受到免购置税优惠,进而让消费者在购车时,基本实现插电车和燃油车相同的包牌落地价。 而在使用层面上,骁云1.5L插混专用发动机,即使在亏电状态下,依然能够4L/100km的油耗水平,这将低于燃油车的油耗水平。 如若消费者具备安装充电桩的条件,DM-i具备充电的能力,将让比亚迪DM-i技术插电车在和日系不插电混动车对比时,占尽优势。 从DM-i开始,比亚迪PHEV将被消费者重新认识。 未来的比亚迪插电车,不再是售价很贵,性能很强的极客车,而是和燃油车价格基本相同,使用成本更低,并占尽牌照优势的日常家庭出行用车。

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比亚迪新款中级轿车

期待DM-i车型的消费者,也无需久等,据比亚迪汽车销售有限公司总经理李云飞介绍,即将到来秦PLUS、宋PLUS的插电混动版车型,均将搭载DM-i插电混动技术。

我们不知道采用DM-i的车型会比同级别传统燃油车贵多少钱。但是,2019年8月,比亚迪董事会主席、总裁王传福在半年报业绩交流会上说,比亚迪将推出的DM4.0(当时说法)的成本非常低,比燃油车只贵2.2万元。由于新能源汽车免购置税,如果扣掉10%的购置税,按整车15万元计算,大约1.5万元,相当于只比同配置燃油车只贵0.7万元。

7000元的购置差价,考虑到采用插混之后的节油效果,几乎可以忽略不计。插混的平民时代,即将到来。(完)

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