DM-i架構下全新1.5L發動機 比亞迪也能做到43%熱效率
技術 發布于：2020-11-13 07:59:45
近段時間，比亞迪的股票是接連上漲，市值一度超過了上汽集團和廣汽集團之和，達到5000多億，是不是后悔沒有入手。
股價的上漲除了是受益新能源汽車整體環境向好，更重要的是比亞迪在新能源汽車布局、電池、半導體等層面占據的技術優勢。
這不，比亞迪又帶來了新的DM-i插電式混合動力系統，并且給這一系統適配全新的發動機以及變速箱，這次發布會的重點則是這款全新1.5L發動機。
快速了解比亞迪新DM-i技術
1.推出的DM-i插電式混合動力系統，以經濟性取向；現有DM技術歸為DM-p，以性能取向。
2.全新1.5L發動機熱效率達43%，發動機技術革新，適合插電式混合動力車型。
3.最快明年上半年搭載王朝系列車型上，秦Plus系列和宋Plus系列將率先搭載。
比亞迪DM系統的發展歷程
早在2008年，比亞迪就發布了第一代的DM插電式混合動力系統架構，并搭載在比亞迪F3上。
DM這個縮寫，來自Dual Mode“雙模”之意思，也就是“EV純電動”與“HEV混合動力”兩種模式。
當時的技術并不注重加速，采用雙電機混聯架構，驅動系統狀態切換較少，動力輸出平順性比當時多數汽油自動擋車型要更好，系統擁有比汽油自動擋車型更佳的燃油經濟性。可以說，第一代DM的主攻方向是燃油經濟性。
2013年，比亞迪帶來了第二代DM系統，主推的“542”計劃（分別代表加速、四驅和油耗）也逐漸給大家形成了深刻印象。
第二代DM技術是基于雙離合變速箱打造的混聯式動力，當時以“唐”為首的車型建立起了“性能”標簽，所以雖然它作為一款新能源車型，但在性能方面的表現要遠比“新能源”這一屬性更突出。
到了2018年，比亞迪第三代DM系統來了，第三代相比第二代DM多了BSG皮帶啟動/發電機，進一步提升燃油經濟性和系統輸出平順性，也是解決之前“電耗高”的有效手段，而“性能”依舊是第三代DM的特色。
DM雙平臺戰略：DM-p強勁版、DM-i經濟版
第三代的DM系統毫無疑問整體是偏向“性能”，為了滿足不同用戶需求，比亞迪將其一分為二，推出 DM-p 和 DM-i 雙平臺，分別主打性能與經濟性。
DM-p 中的“ p ”意指 powerful，寓意動力強勁，滿足用戶對駕駛樂趣的追求；DM-i則以經濟性為賣點，追求高效節能。
目前已知的信息是基于DM-i平臺下，比亞迪會推出更有針對性更適合的全新1.5L發動機，另外將會匹配E-CVT變速箱（信息尚未披露），電機布置也將會發生變化（尚未披露），這些信息有待進一步的揭曉。
DM-p平臺下的發動機都是采用2.0T或1.5T發動機，并且都是帶渦輪增壓，和它們的燃油版車型相比，搭載的發動機動力數據都是一致，這也導致插混車型的油耗依舊比較高。
以宋Pro和宋Pro插混為例，燃油版搭載的1.5T發動機最大馬力160PS（118kW），最大扭矩245Nm；插電式混合動力車型中搭載的1.5T發動機最大馬力160PS（118kW），最大扭矩245Nm。
要實現低油耗，從發動機入手也就非常必要了。要知道日系混合動力車型的發動機都會進行相應的調整，采用阿特金森循環更是必不可少，畢竟電動機加入后發動機動力的需求也就不那么重要，省油才是第一要務。
全新1.5L發動機，做“減法”實現43%熱效率
熱效率是用來評定發動機的經濟性，在目前技術下汽油機的熱效率普遍在35%-40%左右，其余的大部分能量都通過排氣、摩擦、附件消耗等流失。
換句話說，熱效率越高經濟性就越好，比亞迪應用的技術說不上高精尖或者是巨大創新，而是結合了插電式混合動力車型特點的基礎上通過“減法”實現了43%的高熱效率。
先來看看這款1.5L的發動機技術參數，它的最大功率為81kW，最大扭矩為135Nm，并且符合國六b排放。參數乍一看并不出色，但是不要忘了插電式混合動力車型以電機驅動為主，發動機動力并不需要太強。
1.提高發動機的壓縮比
為了實現高熱效率，比亞迪首先在發動機的壓縮比上做文章，它將發動機的壓縮比提高到了15.5，這對汽油機來說是相當高了。作為參考，柴油機通過壓燃的方式使得壓縮比達到17-18以上。
壓縮比的提高使得混合氣中的汽油和空氣結合的更加充分，火花塞在點火的一瞬間便能使混合氣完成燃燒，釋放出最大的爆發能量。但是提高壓縮比會帶來嚴重的早燃和爆震問題，這一問題比亞迪也通過一些技術解決，這部分放到后面再講。
2.增大沖程/缸徑比
為了實現高壓縮比，比亞迪對氣缸和活塞進行了調整，增大了沖程和缸徑比，使得燃燒放熱的時間更短，做功的時間更長 。
3.使用阿特金森循環
阿特金森循環是廣泛應用在混合動力車型上，它的實質就是膨脹比大于壓縮比。采用進氣門晚關的方法，讓缸內的混合氣被壓回進氣管一部分，這樣活塞的加速做功沖程就長于壓縮沖程。
所以，阿特金森循環的好處就是發動機的效能更高，也就是熱效率更高。但是它的缺點也很明顯，低速扭矩表現很差，長活塞行程也不利于高轉速運轉。
但是要的就是這種效果，不用在乎低速的“不在狀態”和高速的“不中用”，因為這兩個時段有電動機在為車輪提供動力，發動機在油耗表現最優異的轉速運轉。
低速和高速用電動機的大扭矩彌補動力的缺陷，兩者互補之后也就能實現動力和經濟性的雙贏。
4.冷卻EGR
EGR在柴油車上是更為常見，它的中文意思是廢氣再循環裝置，它由冷卻器和EGR閥組成，冷卻器是將廢氣降溫后再回流的一個裝置，EGR閥是對進入進氣管的廢氣量進行控制，使一定量的廢氣流入進氣管進行再循環，引入氣缸再燃燒，降低燃燒的溫度 ，溫差降低，散熱損失也就降低了。
這就是前面說，壓縮比達到15.5如何解決爆震的問題，答案就在這。
為了提高EGR率，讓燃燒和排放更清潔更有效率，比亞迪設計的進氣管很特別，有很大的鼓包。它做了EGR的預混室，提高EGR率，將廢氣冷卻到100度，再進入氣缸。
5.取消輪系，附件電器化
在傳統的燃油機上，發動機的附件是相當的多，需要通過皮帶帶動發電機、起動機、冷卻水泵、空調壓縮機等等，這些需要通過皮帶輪帶動，如此多的輪系也就自然產生機械功的損耗。
比亞迪非常巧妙，通過做“減法”省去了所有輪系，通過電器化把皮帶輪取消了。空調壓縮機、水泵等附件都采用了單獨的電驅動。附件的電器化給發動機大大減負，自然也就提高了熱效率。
6.分體冷卻
在發動機的冷卻散熱上，比亞迪也做了優化，它采用了創新的分體冷卻，通過電子水泵雙節溫器把缸體和缸蓋分體冷卻。
采用這一方案的原因是發動機不同位置溫度不一樣，通過分體冷卻可以提高散熱效率，在冷機著車時可以快速提升水溫，在熱機時可以提高散熱效率，發動機的熱效率自然也就有所提高了。
7.降成本
當然，作為主打經濟性的DM系統，發動機的成本自然不能太高，在成本控制方面比亞迪也考慮周到。它將排氣VVT取消了，另外將直噴變成了進氣歧管噴射，歧管噴射的位置進行了周全的試驗。
在取消這些的情況下，它的熱效率依舊能達到43%，可以說頗具水平了。
比亞迪將DM系統一分為二可謂是相當聰明，畢竟現在插混車型是消費者從燃油車過渡到電動車中最佳的過渡適應車型。最求性能選擇DM-p，追求燃油經濟性選擇DM-i，選擇一點也不困難。
在新的DM-i架構下，比亞迪插混車型的定價也可以大幅下探，降低購車的門檻。
回到這款發動機上，其實如今的發動機技術很難有大的突破，大家比拼的是如何利用現有的技術不斷對發動機進行優化，比亞迪這款1.5L發動機顯然就是針對插電式混合動力的特點進行開發。
提高壓縮比+阿特金森循環、冷卻EGR的應用、降低摩擦取消輪系附件等等，這些技術并不復雜，但是它就是適合插混的特點。
除了保證燃油經濟性，在發布會現場比亞迪也表示它的性能不會比DM-p差太多，這或許就等到新車搭載后才能驗證了。（圖/文/攝：皆電 周建強）
簡介：鋼鐵直男，花式不解風情
