比亚迪新能源汽车技术_比亚迪新能源汽车技术发展与方向
1.比亚迪的混动技术怎么样?在全球可以排在什么位置?
2.比亚迪DM-i技术解读,真不是传统的那种PHEV
比亚迪新能源汽车的性能在业界中表现不错。根据2022年的数据,比亚迪新能源汽车全球销售量达到了186.35万辆,超越了特斯拉拿下了全球新能源汽车销量冠军。此外,比亚迪目前已达到15款车型,结构更加丰富。
比亚迪的电动汽车搭载了45kWh的刀片电池,单电机版本WLTC纯电续航为215km,而AWD四驱版本车型WLTC纯电续航为189km。这些数据表明,比亚迪的电动汽车在续航方面表现优秀。
总的来说,比亚迪新能源汽车在销量和技术上都表现出色,是一款值得考虑的电动汽车。
比亚迪的混动技术怎么样?在全球可以排在什么位置?
动力电池"两极"争霸,比亚迪"刀片电池"横空出世
长久以来,三元锂电池和磷酸铁锂电池都是新能源汽车动力电池的"两极",它们二者之间的竞争时刻在进行。起初,磷酸铁锂电池因安全性较高受到众多车企青睐,很快便在市场中站稳了脚跟。奈何它的能量密度相比三元锂电池有所不足,在各个车企对于长续航近乎疯狂的追求下,三元锂电池逐渐占据上风。
虽然三元锂电池在一定程度上缓解了消费者的里程焦虑,可它存在"致命"缺陷:安全性低。近年来,部分车企为了拿高补贴(续航里程越长补贴越高),一味追求新能源车的长续航,它们甚至忽视安全来强增三元锂电池的能量密度,以此延长它的续航里程。这导致了三元锂电池的安全性再次降低,引发了2019年新能源汽车一系列的着火。
新能源汽车安全事故频发,引起了消费者的密切关注。据不完全统计,2019年消费者对新能源汽车"着火"的关注是2018年的14倍。毫无疑问,新能源汽车的安全性成为了消费者最关心的问题之一。如果动力电池安全性得不到解决,新能源汽车销量下滑是必然;更重要的是新能源产业也将受到影响。
动力电池有没有一个完美的解决方案?
比亚迪用实力和行动证明:有!
于是,比亚迪"刀片电池"横空出世。
比亚迪刀片电池:磷酸铁锂电池和三元锂电池无法解决的事我来解决
正如上文所述,磷酸铁锂电池和三元锂电池分别面临续航里程短和安全性低的技术性难题,而这也困扰着很多电池企业和车企主机厂。比亚迪作为新能源汽车领导者,有着多年的技术积累和强大的创新能力,它基于领先全球的电池技术,革命性地推出了"刀片电池",将引领全球动力电池安全新高度。
比亚迪刀片电池引领全球动力电池安全新高度,究竟有何秘诀?
比亚迪跳出"惯性思维",它没有用传统动力电池惯用的"模组"设计,而是将电芯做成"刀片"型状后再将"刀片"层层叠加一起"打包"。刀片电池在强度提高的背后内部结构也随之减少,因此体积也提升了50%,续航里程也就更远了。
更重要的是,刀片电池体积提升后,比亚迪可以"名正言顺"的使用热稳定性更好的磷酸铁锂做电芯。为了更保险,比亚迪用行业唯一的全方位高温"陶瓷电池"技术,它在电池内部的高风险位置全面使用耐用高温和具有优异绝缘性的高温陶瓷涂层,以此提升刀片电池安全。
刀片电池的体积利用率提升后,它的体积能量密度与三元锂离电池接近,高体积密度可以在较小的空间布置大容量的电池,单次充电可满足600公里续航需求。至于使用寿命方面,刀片电池可充放电3000次以上,行驶120万公里。
据官方介绍,刀片电池将率先搭载在今年6月份上市的比亚迪汉EV上,至于其它车型暂未有搭载。汉EV作为比亚迪旗舰轿车,它的NEDC续航里程达到了605KM。至此,消费者关注的续航和安全问题得以同时解决,刀片电池将正式登上新能源汽车动力电池历史舞台。
"针刺实验"让刀片电池一举成名,从此新能源汽车安全无忧
车企和电池制造企业为了验证动力电池的安全性通常会对其进行300项的测试,可绝大多数动力电池都被困在"针刺实验"这一关(目前还没有一款三元锂电池能通过)。正所谓"法不责众",国家只能暂时把针刺试实验作为一种非强制性标准。
比亚迪一直秉持安全为本的电池发展理念,它深知安全对动力电池的稳定性,因此比亚迪从未停止对"针刺实验"这座"珠峰"的攀登。比亚迪此举更是站在新能源汽车产业和消费者角度做的全盘考虑。
实践是检验真理的唯一标准,刀片电池在技术上无可挑剔,数据也近乎完美,可一切都得靠实际行动说话。更何况比亚迪总裁王传福还特意强调:"刀片电池体现了比亚迪彻底终结新能源汽车安全痛点的决心,更有能力将引领全球动力电池技术路线重回正道,把'自燃'这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。"
用"干瘪"的文字表述未免太抽象,我们通过看看三元锂电池、磷酸铁锂电池、刀片电池的针刺实验结果对比:
比亚迪刀片电池针刺实验
从中我们不难看出,在同样的测试条件下,三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化,表面温度迅速超过500℃,并发生极端热失控,开始剧烈燃烧,电池表面的鸡蛋被炸飞;传统磷酸铁锂电池在被穿透后无明火,有烟雾从电池泄压阀喷出,表面温度达到了200℃~400℃,电池表面的鸡蛋被高温烤焦;比亚迪"刀片电池"在穿透后无明火,甚至无烟雾,电池表面的温度仅有30℃左右,电池表面的鸡蛋无变化。
实验结果证明,比亚迪刀片电池哪怕是面对极端情况,依然可保持很强的"自控"能力,不会因为内部短路而使电池过热,从而导致电池自燃,其安全性有三元锂电池和普通磷酸铁锂电池不可比拟的优势,而这一优势将最大限度的保证车内驾乘人员的安全。
比亚迪刀片电池:开放的世界欢迎您
值得一提的是,比亚迪将开放刀片电池产业链,开展全球合作,让整个新能源汽车行业和消费者受益。比亚迪副总裁何龙表示:"今天,几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于"刀片电池"技术的合作方案。
其实在此之前,比亚迪早已走出国门,面向全球,旗下的电动大巴车更是热销欧洲、日本等国。除此之外,比亚迪凭借硬实力也先后引来了奔驰、丰田的合作。
写在最后:
比亚迪刀片电池的问世让新能源汽车告别"自燃",它将动力电池拉回了以安全为本的正轨上,这也势必将新能源汽车产业推向一个更高的维度。接下来,我们只需期待它在汉EV上的出色表现就行。相信在不久的将来,比亚迪刀片电池将会受到越来越多车企的青睐,中国创造将继续引领全球新能源汽车市场。
注:配图来自网络,权利归原作者所有,一并感谢!
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
比亚迪DM-i技术解读,真不是传统的那种PHEV
新能源汽车是汽车工业发展的总趋势。11月初发布的国家《新能源汽车产业发展规划》明确表示,到2025年,中国新能源汽车销量将达到20%左右。其中,插电式混合动力技术大有可为。作为新能源汽车的领导者,比亚迪DM插电式混合动力汽车累计销量至今已超过40万辆,是插电式混合动力汽车的全球销售冠军,占据了国内插电式混合动力汽车市场的半壁江山。很多人不禁要问,比亚迪插电式混合动力技术到底有多强?
从三电科技开始,它有实力打造领先性能
发动机、电机驱动、电机控制、电池充放电、动力输出平稳性、节油效果、NVH性能.对于传统燃油汽车企业来说,插电式混合动力技术的复杂性是研发的一大难点。由于缺乏自主开发电池的能力,传统燃油汽车企业在电池和电机控制的研发上存在明显的不足,因此只能依靠合作伙伴。但合作伙伴往往会基于市场、成本等诸多因素,开发出满足大多数客户需求的“适度”产品,这也是包括合资品牌在内的很多插电式混合动力车型性能普遍较弱的原因。
作为插电式混合动力汽车的先驱和领导者,比亚迪12年来致力于插电式混合动力技术的研发,拥有完整的业界羡慕的新能源产业链,并开发了自己的三电系统。它是世界上最早利用三电技术开发插电式混合动力汽车的制造商之一。新能源技术的强大优势使比亚迪有实力和信心按照性能设计目标研发电气系统,打造性能领先的插电式混合动力汽车。
DM-p专注于“绝对性能”,并为新能源汽车的性能建立基准
事实上,在比亚迪近十年来的数据挖掘技术发展中,非常重视大排量燃油汽车的动态性能。自从第二代DM技术开启“542”时代(每100公里5秒内加速,全时电动四轮驱动,每100公里油耗低于2L),性能成为比亚迪DM技术的重要标签
2020年,比亚迪推出了以“绝对性能”为主要关注点的DM-p技术。与前三代技术相比,进一步加强了“油电一体化”,实现了超强动力。用DM-p技术的韩DM和2021唐DM均具有4秒零百加速的绝对性能,其动力性能碾压大排量燃油车,成为同等级车型的性能标杆。
以韩DM为例,前置电机2.0T发动机,后置电机的“双引擎四驱”动力架构与国外很多品牌的插电式混合动力汽车在技术上用的电机动力架构完全不同。后者的电机置于变速箱前端,这种功率布局限制了电机的功率输出;而汉DM用前后分立动力布局,驱动电机布置在后桥上,可以充分发挥电机性能,达到更高的动力输出。性能参数方面,汉DM系统最大功率321kW,最大扭矩650N? m,零百加速仅需4.7s。相比PHEV,HEV,同档次的燃油车,赢得超级动力性能毫无悬念,即使面对百万燃油豪华车。
插电式混合动力技术的难点之一在于发动机与电机之间的动力连接,以及在动力充足不足的情况下如何提供一致的强动力体验。很多插电式混合动力车型在有动力和动力不足的情况下,动力性能是不一样的。比亚迪DM-P车型可以兼顾强劲动力和耐用性。核心在于——25kW的大功率高压BSG电机足够日常驱动,360V的高压设计充分保证了充电效率,使系统功率始终充足,持久输出强劲动力。
DM-i专注于“超低油耗”,加速燃油车的市场份额
用DM-p技术的汉DM和2021 唐DM一上市就成为“爆款”。汉,比亚迪和唐的新能源双旗舰10月份共售出11266辆,在高端新能源中国品牌汽车销量中排名第一。然而,比亚迪对此并不满意。在DM-p技术成熟应用后,率先在行业内对插电式混合动力技术进行“战略细分”,近期推出了“超低油耗”的DM-i超级混合动力技术。
在业内很多人眼中,比亚迪的DM-P技术专注于追求超强动力性能的中,高端新能源汽车市场,DM-i技术将进一步加快新能源汽车取代传统燃油汽车的步伐。从发布细节来看,DM-i技术用了比亚迪,新开发的插电式混合动力架构和能源管理系统,在经济性、动力性和舒适性方面完全超越了燃油汽车。作为核心部件之一的小云塞混专用1.5L高效发动机,为全球量产汽油机设定了43.04%的新的高热效率,为超低油耗奠定了坚实的基础。
秦PLUS是第一款搭载DM-i超级混合动力技术的汽车,在车展上首次发布,让观众大跌眼镜。与同级别车型相比,秦PLUS革命性的油耗低至3.8L/100km,动力充沛、超顺滑、超静音等竞争优势,不仅重新确立了A级家用车的标准,也让品牌汽车在燃油车市场上以最大的份额、最激烈的竞争“夺回失地”。
凭借DM-p和DM-i的双平台战略,比亚迪进一步巩固了其在插电式混合动力领域的领先地位。有理由相信,比亚迪,坚持“技术为王、创新为基础”的发展理念,将继续在新能源技术领域进行突破和创新,引领行业不断前进。
在中国汽车工程学会发布的《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”。即到2035年,在仍占市场一半份额的非新能源纯电动车型中,混合动力将成为其中的主导力量;或者也可以理解为到2035年,现有燃油车型将全部退出市场,而其原有市场份额将由HEV轻混和PHEV插电式混合动力车型完全填补。
但是目标很宏伟,现实却很骨感。因为混合动力的综合门槛其实并不低,这直接导致了多数车企在新技术上的推进速度并不理想;尤其是PHEV混动技术,目前的绝大多数PHEV车型在没有充电条件的场景下使用时,馈电油耗甚至比传统燃油版本还要高;而即便是以绝对省油著称的HEV,目前全球车企也基本进入了技术发展瓶颈期——4.0L/100km的指标已经成为一个难以突破的关卡。例如,在12月15日长城汽车最新发布的“柠檬混动DHT”技术中,其用HEV动力的A级SUV车型综合油耗为4.6L/100km。就这,都已经是超越不少合资车型的表现。
当然,有普遍一致性存在的时候,就一定也会有特殊的个例,比亚迪就是其中最具代表性的车企之一。
根据目前已经发布和工信部申报新车型的数据来看,比亚迪将在2021年上市一批用全新DM-i技术的PHEV插电式混合动力车型,其中轿车上将实现不充电3.8L/100km的惊人低油耗,而即便是A级SUV的宋PRO,不充电的油耗也仅有4.4升,甚至比上文长城最新的HEV混动A级SUV还低0.2升。
那么,比亚迪这个从指标上看起来很厉害的新技术,背后到底会有多复杂呢?
答案可能会出乎您的意料,DM-i技术原理上真的很简单,其最主要的革新之处是“逻辑与理念”——因为如今比亚迪已经做到的,别的厂家甚至都没有想到。
技术架构:原理极其简单
在目前HEV混动系统中,像是丰田的THS和本田的i-MMD都是公认的节油率非常出色的,尤其是本田的i-MMD,其独特的工作逻辑,使得整套混动系统无论是低速拥堵还是高速行驶,都能保持整个系统的高效率:因为内燃机避开了起步时低效率的工作区间,转而由高效率的电机驱动,而在转入中高速匀速行驶的内燃机高效区间后,又由内燃机直接驱动,进而避开电动机的低效区间。
毫无疑问,将发动机运转与行驶驱动解耦、并且合理分配内燃机与电动机的工作区间是混动节能最核心的地方;而如果想要继续实现突破性的混动节能指标,必然要在这一路径上深入发展。
而根据这张比亚迪DM-i的来看,比亚迪也确实是这么做的:通过集成发电电机与驱动电机的横置ECVT变速箱融合并协调动力。
不过因为DM-i的新车尚未上市,量产车的实际电机功率会有多大目前还无法预测,也无法知晓具体的工况标定;但是我们已经知道不同于上文的THS和i-MMD,比亚迪的DM-i是定位于PHEV插电式混合动力的,能以纯电动模式满足至少50公里的全工况所需,所以其驱动电机的功率标准应该不会低,保底几十匹应该是有的。
此外,在具体的结构示意图上,我们还能发现这套系统的BSG与发动机的耦合工作逻辑,是对比其他混动系统工作逻辑上的绝对亮点!虽然DM-i还是发动机+BSG+混动变速箱,但其运行的原理与我们目前常见的MHEV轻混完全不同,因为MHEV轻混车辆的小功率BSG最多只能在起步加速阶段输出动力,并带动引擎到达怠速转速,以达到降低内燃机运行负荷(节油)的目的。
但是在比亚迪的这套耦合系统上,BSG却能够做到将混动专用引擎直接拉到更高的经济转速之后再点火,完全避开内燃机运转的低效区间。而通过放大BSG电机的功率,并引入集成驱动电机的ECVT变速箱,这一点上比亚迪的DM-i做到了绝对创新。
而理念与逻辑创新的第二点,是提高整个系统的综合热效率。因为我们知道损耗内燃机功率的不仅仅是进排气以及冷却损耗,与发动机曲轴连接的压缩机以及各种“泵”其实都在损耗曲轴的转矩(扭矩),泵系的存在必然会降低车辆的综合热效率,升高正常行驶时的油耗。
而普通的燃油汽车以及ECVT的HEV混动汽车,其内燃机仍旧是有这些缺点的,包括丰田本田之流;但是在比亚迪DM-i系统的新车上,我们看见骁云1.5L自然吸气发动机直接取消了泵系,因为是PHEV插电式混动车型,所以有足够的电量与电压来支持各种附件的运转。不论是压缩机还是水泵,DM-i全数用电力驱动,这就能有效地降低油耗。
创新理念带来全新技术亮点
要支撑DM-i一系列的创新逻辑与理念,一定也需要相关的技术革新。而在DM-i系统中,唯一消耗燃油的1.5L骁云混动专用发动机,就是新技术的集大成者。
在数据上,DM-i的这台骁云1.5L混动专用发动机热效率高达43%,这是目前量产阿特金森-米勒循环发动机中最高热效率之一;而且这台发动机的理想输出功率范围在2000/3000rpm的区间内,作为动力元使用时,这一区间能在满足BSG电机发电的基础上,还能兼具不错的高速巡航动力输出表现。
当然,为了实现43%的热效率,除了有上文已经提及的“取消泵系”之外,这台机器的压缩比还被提高到了15.5:1,几乎已经与业界闻名的马自达压燃技术处于同一水准线之上。
此外,这台引擎还具备EGR废气再循环系统;其工作原理是将燃烧产生的小部分废气重新送入到进气歧管内部,与混合油气二度混合后再次进行燃烧。而通过EGR,就能提前加热混合油气、压缩冲程,并且利用尾气中的大量氮气和CO2降低燃烧时的热能损耗,实现整机更高效的燃烧。
并且为了实现对43%热效率之外剩余热能的高效利用,比亚迪在此前公布的内容中还提到了“双节温器”系统,即保留传统石蜡节温器在缸体部分,同时增加电子节温器在缸盖部分。
因为我们知道内燃机不论最大热效率有多高,但其在冷启动阶段无论如何是做不到理论值的;因为热能会从高温物体传导至低温物体,这是热力学第二定律。所以冷启动发动机时的燃烧热能就会被机体,以及防冻冷却液大量吸收,结果就会造成此时扭矩的大量损耗,ECU不得不加大喷油量补偿动力,这就是油耗高的原因之一。
而用双节温器并且将控制系统一分为三的设计就高明很多:冷启动时冷却系统不运行,机体升温效率会很高;低温运行时缸盖单独启动冷却,热能的损耗仍旧会很低;高温时缸盖缸体才会同时冷却,这种一分为三的冷却控制系统,在内燃机中也是独一份了——而且还能通过这种技术做到冷启动少量吸入低温空气,热车是少量吸入高温空气,实现最低的热能损耗。
写在最后
DM-i固然在节油方面表现不俗,但是新技术的成本如何目前还不得而知。而以绿牌的身份,比HEV更低的油耗,且明年上市后还能保持不错的价格竞争力的话,那这一批DM-i的比亚迪新车,估计会彻底重写PHEV市场的格局。
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