為節油而生 聊比亞迪DM-i混合動力系統

[汽車之傢 發動機技術] 作為一位網絡媒體從業人員，我每年都會有幾次機會到比亞迪研發中心去參觀學習，也時常能看到一些他們最新的技術研發進展。在2019年第三季度的時候，當時我就在比亞迪的實驗室看到工程師們正在為實驗室增設發動機測試臺架。而這些國際先進的發動機測試臺架是開發高性能發動機所必須的研發資源。當時，比亞迪的混動系統在業內已經有一定的名望，但單純就發動機技術水平來看，隻能算是國內主流水平。看到這些發動機臺架的那一刻，我就知道比亞迪將會在發動機領域“憋大招”。

2020年，驍雲1.5T發動機正式搭載量產車型宋PLUS，在動力性能和熱效率上有瞭飛躍。2021年1月11日，搭載DM-i混合動力系統的秦PLUS、宋PLUS DM-i和唐DM-i開啟預售。

作為DM-i混合動力系統的重要組成部分，全新驍雲-插混專用1.5L和1.5T發動機正式與公眾見面，將搭載在秦PLUS、宋PLUS DM-i、唐DM-i這三款車型之上。這可謂是比亞迪近幾年潛心研究成果的集中爆發。

除瞭混動專用發動機外，DM-i混合動力系統的EHS機電耦合單元以及全新的混動專用刀片電池包等技術同樣有著很強的話題性，本文就讓我來為大傢全面剖析比亞迪這套DM-i混合動力系統的技術內幕吧！

● 各有側重，DM-p與DM-i混合動力系統的差異

在過去，比亞迪車型混合動力系統的宣傳重心更多的是偏重於動力性能，如早期秦的“0-100km/h加速時間5.9秒”和唐的“542科技”（即：0-100km/h加速時間4.9秒，搭載電四驅，百公裡油耗僅2升）就是很好的例子。

比亞迪DM-p及其之前三代DM系統的確用性能捕獲瞭不少消費者的眼球，也是其獲取訂單的突出產品力所在。隨著國內汽車消費市場的逐漸成熟，越來越多的消費者購車心態回歸理性，開始追捧動力夠用，節能效果出眾的汽車產品。DM-i混合動力系統正是為瞭滿足這部分消費者需求而推出的產品。其中的i表示的是intelligent，指的是智慧、節能和高效。

從參數對比我們可以看到，驍雲-插混專用1.5L和1.5T發動機的動力輸出參數並不突出，但其0-100km/h的加速性能並不弱，秦PLUS和宋PLUS DM-i能達到搭載1.5T發動機的同級燃油車的動力水平，唐DM-i能達到搭載2.0T發動機的同級燃油車的動力水平。能夠實現這樣的效果，最為關鍵的是DM-i系統上匹配的高效電動機。在用戶深踩油門提速時，電動機能夠和發動機一起對外輸出動力，以獲得足夠好的車輛加速性能；與此同時，由於電動機的介入，使得發動機能夠在熱效率較高的區間運轉，從而降低燃油的消耗。從廠傢公佈的虧電油耗來看，搭載DM-i系統的車型，其油耗水平已經非常接近豐田或本田的混合動力車型瞭。

唐DM-i隻有在深踩油門時，發動機才會介入工作，整體動力表現算不上勁爆，但可以用充沛來形容，整套動力系統的動力輸出和響應性能可滿足大部分消費者日常駕駛的需求。如果要我用一句接地氣的話來形容這臺車就是“開起來不肉，同時又很節油”。

● 發動機技術不走尋常路，把減法做到極致

如果我說比亞迪的電池和電動機技術造詣很深，應該沒什麼人會有異議。但我說比亞迪的發動機技術很強，那估計我還得展示一些證據來證明我的觀點。我認為DM-i混合動力系統的發動機技術設計思路就很特別，很值得我來和大傢分享一下。

到瞭油電混合動力汽車時代，發動機在汽車動力系統之中不再是主角，它有瞭一個出色的好搭檔——電機。電機低扭充沛的特性能夠大大地提升車輛起步提速性能，優化用戶體驗，同時它也能夠在較大的范圍內分擔發動機的負載，從而讓發動機盡可能地工作在經濟油耗區（特定轉速、特定負載的高節油率工況區間）。

混合動力系統中的發動機工作變得更專一，所以在技術配置方面與那些註重性能表現的傳統汽油發動機有一定區別。對比著來看，比亞迪DM-i混動系統的專用發動機在技術上就顯得相當有特色瞭。

◆ 驍雲-插混專用1.5L發動機

首先我們來聊聊驍雲-插混專用1.5L發動機。這款發動機采用瞭阿特金森循環工作模式、15.5:1的超高壓縮比，就這兩個技術特性就表明這款發動機走的是高燃效的節油路線。

與阿特金森工作循環及15.5:1的超高壓縮比相匹配的並非什麼高端配置，而是歧管噴射（也稱為“多點電噴”）和進氣側可變氣門正時機構（下簡稱為“VVT”）。和目前市面上主流采用缸內直噴和進/排氣側雙VVT發動機相比起來，驍雲-插混專用1.5L發動機在技術配置上確實有點落伍。

但我前面也提到瞭，混合動力發動機作為一個執行機構，工作在部分高效工況區，發動機在該工作區工作不再需要排氣側VVT和直噴系統根據轉速和負載來進行復雜的調節。省去這兩個配置除瞭能夠降低生產成本外，還能夠簡化發動機結構，進一步提升發動機的可靠性。

這兩條獨立油軌都安裝在進氣歧管上，向進氣歧管內噴射霧化的汽油。靠近發動機缸蓋進氣口的噴油嘴主要是為瞭提升發動機動力響應而設置的，遠離發動機缸蓋進氣口的噴油嘴主要是為瞭讓汽油與空氣更好地混合而設置的。

除瞭對發動機結構做減法外，比亞迪驍雲-插混專用1.5L發動機還去掉瞭啟發電一體機，換用電動空調壓縮機和電動水泵。這能夠進一步降低發動機附件對動力的損耗。由於無需使用皮帶驅動發動機附件，比亞迪驍雲-插混專用1.5L發動機也就沒有附件驅動皮帶這個零部件瞭。

這款發動機采用瞭集成式排氣歧管，有利於實現快速暖機，從而降低潤滑油粘度，降低部件運轉阻力，最終實現提升節油率的目的。同時，該發動機還采用瞭分體式水冷系統，缸體和缸蓋有自己單獨的冷卻循環，可按需分配缸體和缸蓋的冷卻量，可實現快速暖機以及增強高負載工況下的散熱能力。

◆ 驍雲-插混專用1.5T發動機

看完驍雲-插混專用1.5L發動機，我們來看看它的好兄弟驍雲-插混專用1.5T發動機。這款混動專用1.5T發動機采用的是米勒循環工作模式，和阿特金森循環一樣，它也是一種膨脹比大於壓縮比的發動機工作模式（活塞做功行程大於壓縮行程）。這款發動機的壓縮比為12.5:1，熱效率達到40%。

在發動機處於低轉速時，縮小面徑比，能夠提升流經渦輪的廢氣流速，從而提升渦輪的響應，消減渦輪遲滯現象；發動機處於高轉速時，增大面徑比，能夠降低流經渦輪的廢氣流速，從而降低排氣背壓，這有利於降低氣缸內的廢氣殘留量，對提升壓縮比和燃效有積極意義。

驍雲-插混專用1.5T發動機同樣去掉瞭啟發電一體機，換用電動空調壓縮機和電動水泵，以進一步提升發動機的運轉效率，同時也讓整機變得更為輕巧。

● EHS機電耦合系統

EHS機電耦合單元采用雙電機設計，其中一個電機為驅動電機，另一個電機為發電機。該機電耦合單元能夠實現發動機動力和驅動電機動力的串聯或並聯輸出。驅動電機最高轉速可達16000rpm，最高效率達到97.5%，效率大於90%的區間占比為90.3%。油冷技術的使用提升瞭電機散熱能力，使得電機的功率密度達到瞭44.3kW/L。集成在EHS上的電機驅動單元采用瞭比亞迪自主研發的IGBT 4.0功率半導體器件，電控綜合效率達到98.5%。

比亞迪這套EHS系統在設計上傳承自F3DM車型上的那套DM1.0混合動力系統。但從動力傳遞路線圖來看，比亞迪EHS系統的工作原理又與本田i-MMD混合動力系統有一定的相似之處。

從目前的試駕體驗來看，比亞迪EHS系統的工作邏輯也與本田i-MMD系統很像，中低速主要用電機驅動車輛；高速使用發動機直接驅動車輛，驅動電機作為動力輔助。更詳細的試駕體驗，請繼續關註汽車之傢的相關評測文章。

● 更進一步的刀片電池

DM-i混合動力系統的電池包電量在8.3-21.5kWh之間。視車型的不同，電池包內集成10-20個電池單體。大電池單體+無模組設計使得DM-i混合動力系統電池組的零部件減少瞭35%。

刀片電池采用的是磷酸鐵鋰電池技術，在安全系數和循環充放電壽命上要優於市場上主流的三元鋰離子電池。刀片電池的結構設計有利於進一步提升電池包內部的空間利用率，可以在有限體積的電池包內放入更多的電芯，從而提升電池包能量密度。這使得磷酸鐵鋰電池與三元鋰離子電池在電芯能量密度較量中的弱勢得以彌補。

DM-i混合動力系統的刀片電池是全球首款采用脈沖自加熱技術的電池，更好的電池加熱性能使搭載DM-i混合動力系統的車型即使在寒冷的地區也能擁有始終如一的純電續航和動力輸出表現。

DM-i混合動力系統的刀片電池具有高功率、大容量和低內阻的特點，除瞭支持3.3千瓦和6.6千瓦的交流慢充系統外，還支持750V 125A的直流快充系統，可在30分鐘內把電池電量充至80%。

這種12V磷酸鐵鋰電池取代的是目前被廣泛采用的鉛酸型蓄電池。這種新型電池在比亞迪車型上已經應用瞭5年時間，技術非常成熟，在容量、充放電性能以及壽命等方面都比主流鉛酸電池要強，而且由於電池中不含重金屬鉛，所以也更加環保。

● 全文總結：

DM-i混合動力系統對於比亞迪乃至中國汽車界來說都是一項非常重磅的技術，其包含的電池、電機、發動機以及電控技術都是業界領先的存在。搭載DM-i混合動力系統的車型具備瞭優於同級別燃油車的動力性能和節油表現、支持快充技術，同時其售價將進一步下探至與燃油車看齊。這一方面在推動著中國汽車行業的技術升級，另一方面也是在為我國能源結構的變革貢獻力量。可以預見，中國的傳統燃油車的市場將進一步被壓縮，混合動力汽車的占比將穩步攀升。技術革命必將導致市場重新洗牌，或許隻有像比亞迪這樣註重技術研發、走在時代前沿的企業才能在市場上立於不敗之地。（圖/文/ 汽車之傢 常慶林）

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