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DM-i不香了?比亞迪新混動技術為何向豐田看齊?

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最近,比亞迪即将推出第五代DM-i混動技術的消息引起了廣泛關注。今天,我們就來深入探讨這一技術及其發展曆程。

國内自主品牌的混動車型市場近年來呈現出強勁的增長勢頭,對合資品牌混動車型的市場佔有率形成了有力挑戰。在這場競争中,比亞迪的DM-i超級混動技術尤為引人注目。

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比亞迪在混動技術領域的研發始于2004年,2008年,公司成功推出了全球首款量産的插電式混動汽車——F3DM,這标志着比亞迪在混動技術領域的首次突破。

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随後的十餘年裡,比亞迪不斷對混動技術進行深入研究和創新,積累了豐富的經驗并取得了衆多專利。

2020年,比亞迪對插電混動技術進行了戰略性細分,推出了以“超低油耗”為賣點的DM-i超級混動技術,這一技術以其卓越的燃油經濟性和動力性能,受到了市場的高度認可。

2021年1月11日,比亞迪宣布DM-i超級混動技術正式亮相,并确認該技術将應用于秦PLUS DM-i、宋PLUS DM-i、唐DM-i三款新車型,這些車型随即啟動了預售。這不僅是比亞迪技術創新的裡程碑,也是其在新能源汽車領域持續領先的又一力證。

當然,我們并非緻力于追溯比亞迪DM-i混動系統的全面發展曆程,而是聚焦于比亞迪第五代DM-i混動技術的深度剖析。

不久前,在比亞迪在最近一場核心管理層内部溝通會上透露将推出第五代DM系統,據相關參會人員透露,第五代DM-i百公裡油耗2.9L,滿油滿電可以跑接近2000公裡。

消息的公布無疑引發了一場廣泛而深遠的影響,要知道,現在的大多數混動車型的百公裡油耗基本控制在3-5L的節奏,而低于3L的基本上猶如“卡門線”一樣,非常難以逾越。

雖然未經證明,更有消息說比亞迪已經決口否定這一說法,那這傳說中的第五代DM-i,是否能夠“靈驗”呢?

那我們就先從比亞迪的一張疑似第五代DM-i的專利圖說起。

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在初次審視這張專利圖時,我深感震驚,因為其所展示的技術效果與豐田的THS有着驚人的相似性。

沒錯,就是那個豐田所著名的“太陽輪”混動技術。

我們可以看到比亞迪這套混動技術采用了雙行星齒輪的設計,與之前的第四代DM-i技術方案有所不同。

該系統結合了雙電機和正常差速器,提供了前驅/後驅的混動模式,并具備純電四驅、混動四驅、增程後驅和高速發動機直驅四種工作模式。

那麼,比亞迪這樣的設計是否侵權了呢?

我們知道,豐田的THS混動技術在混合動力技術的初期階段便嶄露頭角,其采用的行星排雙電機混動系統結構使其在混合動力領域獨樹一幟。憑借卓越的燃油經濟性和穩定可靠的品質,THS混動技術在全球汽車市場上赢得了廣泛贊譽。

其實,豐田的THS混動系統并非獨立研發,而是基于美國TBW公司的行星排混動技術。

TBW公司于1969年申請相關專利,旨在服務于通用汽車,專利有效期至1988年3月2日。豐田于1996年5月20日注冊了THS行星排雙電機混動系統專利,并在1997年的第一代普銳斯車型上正式投入量産,確定了其技術的合法性。此後,該技術廣泛應用于卡羅拉/雷淩雙擎、凱美瑞HEV、RAV4榮放HEV、漢蘭達HEV、賽那SI∈NNA等豐田旗下的HEV油電混動車型,赢得了市場的廣泛認可。

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後來,豐田在中國逐漸釋放了THS專利,并于2019年初以象征性的“1美元”價格,将THS技術轉讓給其在華核心零部件供應商科力遠。值得注意的是,吉利汽車持有科力遠的大部分股份,是以,從某種程度上講,豐田實際上是間接将THS技術轉讓給了吉利汽車。

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需要指出的是,盡管豐田公司獲得了THS的專利技術,但其在原有技術基礎上進行了大量的改進和更新工作。正是這些努力和創新,才使得豐田公司能夠取得如今的輝煌成就。

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我們繼續講話題拖回比亞迪的第五代DM-i,那麼它與豐田THS混動技術又有着怎樣的差別呢?

通過專利圖來看,該系統以一台發動機搭配雙電機的配置,通過精心設計的兩組行星齒輪實作動力傳遞,巧妙地省去了傳統離合器,進而提升了整體的連接配接強度與效率。

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探究比亞迪轉向采用行星齒輪技術的深層原因,人們或許會好奇,為何要放棄原本表現良好的混合動力技術。

比亞迪的舊款EHS混動系統摒棄了傳統變速箱,多數情況下以電機驅動為主,發動機充當發電機,僅在高速或急加速情形下直接驅動或并聯驅動車輛。

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盡管這種設計簡化了結構,降低了成本,但在高速直驅時無法同時發電,可能導緻頻繁加速時電池電量下降,引發罕見的失速現

但引入行星齒輪技術後,發動機的功率得以有效配置設定,巧妙地解決了這一問題。

此外,雙行星齒輪結構的采用,不僅取消了離合器,減少了體積,還能通過行星排的功率分流,發動機和電機的工作壓力由兩個行星排共同分擔,提高了系統的效率。發動機的直驅能力得到增強,使得其高效工作區間更加廣泛。同時,電機也可以通過行星排實作兩檔變速,進而使用更小功率的電機,降低成本。

盡管這種設計面臨多重挑戰,如結構複雜性的提升導緻調校難度增加,以及行星齒輪加工的高難度,國内零部件供應商在産品耐久性方面亦曾遭遇瓶頸。然而,我堅信比亞迪在此方面必有深思熟慮,或許已在技術層面取得突破,并已順利實作量産。

除了全新的混動技術外,比亞迪另一項技術的研發也同樣上了熱搜,而它也是第五代DM-i混動系統的關鍵。

這就是比亞迪第二代刀片電池。

刀片電池大家或許不會陌生,其優勢在于其緊湊的結構和高效的能量存儲能力。相比傳統的圓柱形或方形電池,刀片電池具有更高的體積使用率,能夠在有限的空間内提供更多的能量。同時,它的扁平形狀也使其更容易被內建到各種裝置中,為設計師提供了更大的靈活性。

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除了結構上的優勢,刀片電池在安全性方面也表現出色。由于采用了多層結構和熱隔離等安全措施,刀片電池在遭遇短路、過充等異常情況時,能夠迅速切斷熱源,防止電池熱失控的發生。這種自我保護機制大大降低了電池起火或爆炸的風險,為使用者提供了更加安全的用電環境。

而第二代刀片電池可謂是一代的"PLUS"版。

根據收集到的資料顯示,第二代刀片電池的優勢在于其顯著提升的體積使用率,超過了40%的增長使得在相同空間内能夠容納更多電池單元,直接導緻電池包能量密度的提高,進而顯著增加了車輛的續航裡程。

在能量密度方面,第二代刀片電池的能量密度達到了190Wh/kg,這一提升使得搭載該電池技術的純電動汽車的續航裡程能夠突破1000公裡以上。

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另外,為了滿足不同車型和平台的需求,第二代刀片電池在電芯尺寸上進行了精心調整。此外,熱管理系統的優化,包括液冷闆和導熱層的增加,不僅提升了電池的充放電效率,還延長了電池的使用壽命,確定了在各種工況下的穩定性能。

安全性是比亞迪第二代刀片電池的另一大亮點,其抗穿刺和抗碰撞能力得到了顯著增強,電芯上下兩面增加的高強度鋁合金闆,形成了堅固的蜂窩結構,提升了電池的抗壓強度和剛度,為電動汽車的安全運作提供了堅實保障。

綜合來看,比亞迪的第五代DM-i混動技術通過其創新的雙電機系統和精密的行星齒輪結構,實作了卓越的動力性能和燃油效率的顯著提升。此外,得益于第二代刀片電池技術的進步,電池的能量密度和安全性得到了顯著增強,為電動汽車的長遠發展打下了堅實的基礎。

考慮到續航能力,若以2000公裡為标準,每天駕駛40公裡的情況下,一次加滿油足以支援近兩個月的行駛,這無疑突顯了其卓越的續航和實用性。這種技術的發展可能預示着燃油車時代即将結束,對此,你有何看法?