混動開局者，DM-i超級混動系統（五）

2021年作為混動的開局之年，總體來看具備三大要素：《節能與新能源汽車技術路線圖（2.0版）》的政策推動，多家主機廠的深度混動平臺，以及現象級混動產品DM-i。比亞迪DM-i超級混動系統真正讓市場開始“跑步”迎接混動車，同時讓所有汽車人意識到混動車的潛力以及市場巨大。

從2003年一路走來，比亞迪始終致力于推動全球新能源發展，“用技術創新滿足人們對美好生活的向往”。眾所周知，DM雙模技術是比亞迪插電混動技術的專屬名稱，DualMode兼顧純電和混動，插電混動是燃油和純電技術的綜合體，其技術難度一直被譽為汽車技術的珠穆朗瑪峰。2008年，比亞迪推出了全球第一款插電式混合動力汽車F3DM，第一代DM技術采用雙電機串并聯架構，開創了插電式混動汽車的先河;2013年，比亞迪推出DM第二代，系統采用了發動機+DCT耦合P3+P4的三擎四驅架構，實現了百公里加速5秒以內、智能電四驅，樹立了比亞迪在混動領域的性能標桿;2018年，第三代DM技術持續創新，在第二代架構的基礎上，引入全新PO電機，使雙模車的動力性、經濟性和平順性全面提升，給用戶帶來極致的用車體驗。

為了滿足更多消費者的需求，2020年6月，比亞迪發布了雙模技術雙平臺戰略：DM-p和DM-i。DM-p，“p”即powerful，指動力強勁、極速，滿足“追求更好駕駛樂趣”的用戶;DM-i：“i”即intellige nt，智慧、節能、高效，以電為主，滿足“追求極致行車能耗”的用戶。

DM-p是對DM三代強勁動力的延續，DM-i則是對DM

代的傳承。從2008年到2021年，十三年的沉淀積累，突破性的技術創新，比亞迪投入了超2000名工程師，精心打磨。截止到2020年，比亞迪DM銷量已突破42萬輛，中國市場占比超過44.2%;插混銷量全球第一;累計獲得專利408項，并多次獲得中國專利金獎和優秀獎。

何謂“超級混動”？簡單來講就是以電為主的混動技術，準確來講是圍繞大功率電機驅動和大容量動力電池供能為主，發動機為輔的電混架構，顛覆了傳統混動技術以油為主的設計架構。

超級混動的出現，實現了超低油耗、靜謐平順、卓越動力這樣近乎完美的整車表現。100%的自主研發的專用高效發動機、雙電機EHS電混系統、刀片電池、交直流充電器等核心部件;同時也涵蓋了整車、發動機、電機、電池等相應的控制系統，“全自主可控”是比亞迪可以激進設計開發DM-i高效發動機，并以電為主的核心優勢。

DM-i超級混動專用高效發動機有兩款，1.5升自然吸氣發動機和1.5Ti增壓直噴發動機。

1.5升自吸發動機自2020年11月發布后成為明星產品，中國汽車技術研究中心認證的全球量產最高熱效率43 .04%的發動機，是實現突破百公里3.8L虧電油耗極限的關鍵所在。確實正如比亞迪所講，在下一個十年，發動機將被重新定義，而這臺驍云插混專用1.5L高效發動機將會作為開局者載入史冊。

以電為主的架構，不再過多依靠發動機，可以讓發動機做減法;按照工況區域來設計發動機，不需要全面兼顧發動機的高低轉速性能。高度電氣化，顛覆性的采用了15.5高壓縮比，阿特金森循環、25%的高EGR率、分體冷卻、超低摩擦等前沿技術;取消輪系，不再需要傳統發動機的機械壓縮機、機械真空泵、機械水泵，同時自主開發了電噴系統。

同時為了能夠覆蓋C級車，DM-i超級混動系統也搭載了增壓1 .5Ti高效發動機，這款發動機熱效率做到了40.12%，也達到了全球領先水平。因為采用了12.5高壓縮比、米勒循環、VGT可變截面渦輪增壓器、低摩擦設計等前沿技術。米勒循環加大壓縮比的設計，使得增壓機的爆震傾向得以控制，VGT的加入進一步提升經濟性和動力性，使其更好地適應這一目標體系。

串并聯架構的雙電機EHS電混系統，這套系統傳承了DM-代的架構理念，并進行了全面的優化。按功率劃分為三款總成：EHS132、EHS145和EHS160，適配A級到C級全部車型。EHS電混系統由雙電機、雙電控、直驅離合器、電機油冷系統、單檔減速器組成，高度的集成化，相比第一代體積減少了30%，重量也減少了30%。

動力電機采用了扁線設計，最高轉速高達1 6000轉，峰值扭矩達到了325Nm，峰值功率最高達到160kW;減速器采用極簡設計，提升了傳遞效率;并且電機采用了先進的油冷技術，大幅提高了散熱效率，從而使電機的功率密度提升至44.3kW/L;同時，電控系統也搭載了比亞迪自主研發的第四代IGBT技術，電控綜合效率高達98. 5%。在電控的參數上，無論集成度還是傳遞效率，可以說都走在了所有車企前列，并且完全自主可控，這點非常難能可貴。

DM-i超級混動專用功率型刀片電池，這款刀片電池屬全球首創，單節電壓超過20V，單節電量最大1.53度，傳統電池包有近100節電芯，而內串刀片電池的整個電池包，也只有十幾節電芯;大大減少了電池間連接，零部件個數減少了35%。因車型不同，配備的電池包電量在8.3度到21.5度，實現了純電里程50到120公里;磷酸鐵鋰熱穩定性和刀片結構設計，讓刀片電池通過了各類嚴苛的安全測試;同時，磷酸鐵鋰穩定的材料晶體結構和熱管理系統，保證了刀片電池長久的壽命，打造了超級安全和超長壽命的動力電池。同時超級混動專用刀片電池，符合針刺標準。電池包采用無模組化設計，空間利用率高達65%，電池與包體設計融為一體，形成類似蜂窩鋁板結構，大大提升了電池包的結構強度。

刀片電池采用脈沖自加熱，和冷媒直冷的全球領先熱管理技術，可以實現全氣候條件下的使用場景，脈沖自加熱屬全球首創，通過電池高頻充放電，達到提升電池溫度的目的;電芯自身發熱，均溫性更好，在寒冷的東北地區也可使用，同時脈沖自加熱效率比水加熱提升了10%。冷煤直冷技術，可直接將冷媒通入電池包進行冷卻，相比水冷，換熱效率提升了20%。

充電方面，不僅搭載了3.3KW和6.6KW交流充電，DM-i超級混動長里程版還搭載了大功率直流快充，30分鐘充電至80%。同時通過設置預約充電，可實現峰谷用電。未來我們還將推出云服務一鍵電池加熱、預約出行等功能，確保出行時電池處于最佳狀態，讓充電更智能，出行更便捷。

DM-i技術架構核心

其實這里涉及到一個問題，同是混動架構，同樣是串并聯，為什么比亞迪可以做到如此優異的性能呢？總的來看，從技術配置上米勒/阿特金森循環+EGR的核心主線也沒有變，但是區別于其他混動架構是控制策略的變化。這臺發動機“以電為主”的策略整體上看更像是一臺優化后的“增程”系統。在大部分工況以增程使用策略為先，而雙電機彌補了其增程在高速工況的不足。這與其他串并聯混動平臺在策略上是有很大不同的。例如：當車輛虧電時，城市路況下，有18%的工況發動機處于高效區發電，發出的電，一部分用于電機串聯驅動;另一部分，給電池充電，這部分電能可保證在整個城市路況下，仍有81%的EV行駛占比，這樣大大降低了油耗;同時，近100%的電機驅動占比，提供了無限接近純電般的駕乘體驗。

在當前實施的NEDC工況下，虧電時，如同城市工況，電機串聯驅動占比有18%，同時發動機發出的電，仍可支撐70%的EV行駛占比;在下一步國家要實施的WLTC工況下，虧電時，串聯占比28%，發動機發出的電，也可實現54%的EV行駛占比。

在虧電高速穩態工況下，發動機處于高效區以并聯直驅為主;加減速時，系統切換為串聯驅動，從而保證了發動機更多的處于高效區工作。綜合以上工況可以看出，近乎全程電驅的策略使得發動機的大多數角色是為電池充電，同樣這也必須依托于功率型電池的優點以及電控技術的成熟自主。角色的轉變使得發動機開發的“工況限制”同樣被減少，不用超大負荷，不用過熱也不用過多考慮爆震，熱效率在電控的加持下可以進一步提升。

以這個概念去繼續理解DM-i的技術架構，壓力從發動機燃燒系統開發轉移到如何保證發動機持續扮演“充電寶”角色。在電池方面，傳統混合動力電池容量僅有1度電左右，可調SOC區間為50%，只能在0.5度電的范圍內做調度，而DM-i超級混動配備大容量動力電池，電池容量最小也有8 3度電，SOC智能調節區間在20%-70%，至少可在4度電的范圍內做調度，即使虧電情況下，車輛也有更多機會純電動行駛，大大縮短了發動機的工作時長。

此外，刀片電池的充電功率，是普通混動電池的兩倍;同時內阻更低，充放電效率優于傳統混合動力10%，這樣綜合實現了30%的能量回收率。而12V磷酸鐵鋰小電池也實現了智能化升級，相比于燃油車和普通混動車，唯一實現了徹底的無鉛化，比亞迪全球首創搭載了此項技術，并已成熟應用了五年的時間。小電池有獨立的BMS，實現了充放電智能控制，工況綜合效率相比鉛酸電池提高了13%。

在大容量大功率刀片電池的支撐下，發動機運行由面工況變為線工況，并且還是少高轉速的“短粗線”，高效區占比高達70%，普通混動車更接近于面工況，或者說“長線”工況，高效區占比為60%，而燃油車的高效區占比僅有25%。這是以輔助電池高效功率為主的發動機的設計特點。有電時，純電驅動;虧電時，大部分工況電機驅動，占比超過80%，尤其在城市工況下電機驅動占比近乎100%。

主要驅動器，DM-i系統所配備的大功率驅動電機，功率平原更寬，后備功率更充足;此外，電機響應時間更快，十毫秒級的電機響應，遠超百毫秒級的發動機響應，使得起步加速更快，百公里加速更優。

這樣，電動車的優點可以毫無保留地在這臺混動車上體現，發動機的角色也同樣可以發揮到極致，一旦燃燒系統進行升級，可以不用改動整體架構直接降低油耗。另一方面燃燒系統的開發難度也會降低。可以說這套動力系統所欠缺的就是超高效燃燒系統的開發，也就是說比亞迪未來的開發方向一定會再次回到高效燃燒系統上來，從而最大發揮架構的優勢。

總結：超級混動系統DM-i的車型表現毋庸置疑，這里也不再贅述了。作為混動開局者，DM-i的出現可以很好地證明油電混合既是對純電驅動的補充，也是解放發動機枷鎖的“利刃”。以電為主的控制策略很好地為比亞迪打開了深混上半場的局面，以電補充發動機的設計也使得發動機的技術能力大幅提升。開局過后，有著非常好的電控基礎、電池基礎及高效發動機基礎的DM-i一定會在超高效燃燒系統上持續投入，可以想象當50%熱效率的發動機搭載到這套DM-i系統上時，其油耗表現會多么夸張。