自主品牌混动技术到底哪家强?荣威D7DMH带您深度解析!

狮座谈車啊 2024-03-30 22:59:13
“DMH超级混动系统”如何?荣威D7 DMH带您深度解析

如何让出行便利的新能源汽车更省油?2023年10月18日,上汽举办了以“绿色澎湃动力 中国品牌力量”为主题的思享会。活动中对全新一代DMH超级混动系统进行了深度解析,让人们对混动系统有了更深的了解,同时也认识到了自主品牌在插混市场正在崛起。

性能出众,令人期待全新一代DMH超级混动系统是上汽集团推出的一套混动系统,这套混动系统其主要由行业首创动力总成大脑PICU、强劲高效的1.5L混动专用发动机、P1+P3双电机布局以及混动变速箱组成,其中驱动电机最大功率150kW,最大扭矩330Nm,电池包的容量也很大,纯电续航达到125KM。从驱动数据不难看出这套混动系统定位"插混",实现的效果不输48V轻混系统。

发动机与电机相辅相成在即将上市的荣威D7 DMH车上搭载的就是全新一代DMH超级混动系统。其动力调校相比纯燃油车一点也不差,动力参数甚至要更强一些。全新的动力组成有利于发动机能达到更好的排放和节油性能,混动系统中的电动机则可以弥补动力上的劣势。

动力性能显著荣威D7 DMH最大的一个优势就是动力部件具备高集成化。总体体积小,重量轻,能够带来更加澎湃的动力输出。DMH超级混动系统中包含1.5L混动专用发动机。其采用多项高效快速燃烧技术:高滚流气道技术,滚流比提高64%;燃烧系统匹配优化,湍动能提升23%;深度阿特金森循环加上外部冷却EGR技术,使EGR率达到25%;结合18项低摩擦技术,最终实现行业领先的43%热效率。匹配体积小、重量轻的智能高效混动变速箱,机械传动效率达到98.5%,助力用户实现澎湃动力与出色燃油经济性的“既要又要”。

驱动模式自由切换全新一代DMH超级混动系统可根据车速和行驶状态切换动力模式:低速状态以电机驱动、中速时电机辅助发动机驱动、高速切换至发动机驱动模式,减速时动力系统可以进行能量回收。从功能性以及数据参数来看,这套动力系统有着更完美的动力及油耗表现。从结构性来看,这套系统要比常规的48V混动系统来得更加复杂。上汽集团能够实现技术上的创新,研发出这套全新一代DMH超级混动系统也是花费了不少功夫的。

自主品牌混动技术到底能不能打?哪家强?

混动技术发展早期,技术路线百家争鸣,互有优劣。后来是丰田功率分流式混动技术一家独大,占据了市场主流,既赚了钱、也赢得了声望。

近年来,自主品牌混动技术异军突起,大有赶超之势。它们不约而同地采用了串并联混动技术路线,以市场竞争中取得成功的比亚迪DM-i单档串并联技术为基点,演化出不同的分支(如下图):

• 一条路线从单档演化成多档,以进一步优化经济性与动力性。比如长城柠檬两档DHT、吉利雷神三档DHT;

• 另一条路线,沿用单档串并联系统构型,并在技术上做创新优化。比如近期刚推出的五菱灵犀混动将液压离合器变更为电磁式离合器,启辰DDi混动将自吸发动机替换为增压发动机。

单档、两档、三档,哪种混动最合理? 比亚迪DM-i那么强了,后来者还有优化空间吗?关于这些话题尚存争议,但我们依然可以有三点共识:

1. 尽可能追求更高的系统经济性与动力性

2. 尽可能追求「无换档、无离合」的体验

3. 比亚迪DMi以实践证明了单档串并联的路子走得通,而两档、三档还需要时间去验证

10月18日,我参加了上汽的「绿色澎湃动力中国品牌力量」思享会第二季,详细了解荣威D7搭载的上汽全新一代DMH超级混动系统。

上汽「绿色澎湃动力中国品牌力量」思享会

从宏观技术路线的角度来看,DMH超级混动属于单档串并联大类。如果DMH超级混动在系统构型上与比亚迪DMi相似,那它会有什么实质创新吗?

一、深入剖析DMH超级混动

上汽DMH超级混动采用的串并联构型,工作原理特别简单、特别容易理解。我们花几分钟回顾一下它的5种工作模式。

上汽DMH超级混动

1. DMH超级混动的5种工作模式

当电量充足时,电池供电、电机驱动车轮前进,整个系统工作起来与纯电车没什么区别,这就是纯电模式。

DMH的纯电模式

当电量不足时,发动机驱动发电机为高压总线输送电力,车轮依然由纯电驱动,这就是串联模式。此时由发电机高效发电,再由电机驱动,富余能量存进电池。

DMH的串联模式

在车速较高、或加速需求较强的场景下,发动机与车轮之间的离合器接合,发动机可以直接驱动车轮:高速工况时可以直驱省油,DMH将其称之为「直驱模式」、超车时也可以并联接入以提高动力,DMH将其称之为「全负荷模式」。

DMH的全负荷模式

DMH的直驱模式

必须指出的是,也有车企将这两种模式统称为「直驱模式」,毕竟从系统状态来看二者区别不大。

上汽DMH超级混动将二者做区分,主要是想强调同一系统状态下的不同控制策略:「直驱模式」侧重经济性,控制重点是让发动机稳定工作在高效率区;「全负荷模式」侧重动力性,控制重点是响应速度与动力爆发。

最后一个就是能量回收模式:当刹车时,车身动能通过P3驱动电机进行回收、存储在电池中。回收效果主要受能量回收策略影响,做得好与坏差别会很大。

DMH的能量回收模式

此时我们留意到了一点:大部分单档串并联追求的是经济实用性,为什么DMH超级混动特别强调了侧重动力性的「全负荷模式」呢?这就进入了第二个话题:追求「无换档、无离合」的体验。

2. 追求「无换档、无离合」的体验

很多消费者认为增程混动(串联式混动构型)比串并联混动要好,主要是基于一个误解:油车换档时的离合+变速箱带来的动力中断与顿挫体验实在是受够了!

单档串并联混动虽然没有变速机构,但还是有一个离合器,估计体验也差不多吧?

实际上,串并联混动的离合器接合/断开过程,与燃油车是完全不同的!串并联混动虽然也有离合器接合过程,但发动机并不是孤军奋战,它有发电机和驱动电机的协助!

离合器接合之前,充分发挥发电机快响应、精准稳定控制的转速调节特性,让发电机协助发动机把转速稳定在与车轮一致(二者相除为速比)。离合器接合过程中,发电机帮发动机把转速给稳住,驱动电机补偿接合过程中的扭矩波动,从而尽可能实现「无换档、无离合」的体验。

由此可见,要想达到「无换档、无离合」的体验,关键在于优化发动机、发电机、驱动电机、混动变速箱(离合器)之间的协调控制,让它们做到「无缝配合」以尽可能缩短接合周期。

说到这里,你可能有点奇怪!这些模块的控制器之间,不就是共享信息状态、然后奔着一个共同的目标执行指令吗?难道它们之间的配合还存在隔阂?

的确如此,咱们上面提到的发动机、发电机、驱动电机、变速箱(离合器)「各自为政」,它们之间通过CAN总线来传输信号。CAN总线传输信号虽然比古代的飞鸽传输快多了,但总是需要时间的,时不时地还会出来信号传输失败的情况 —— 所以,在离合器接合的电光火石之间,它们各自根据各自拿到的、略有失真的系统状态信息来执行指令,难免会让那么一点不完美存在、难免时间会长一点点。

根据思享会的专家描述,行业标杆的单档串并联在离合器接合之后的动力响应时间为0.5秒。

上汽DMH超级混动是怎么做的呢?

类似于汽车智能化浪潮的「中央集中式电子电气架构」思路,DMH超级混动提出了「能量域的中央集中式架构」 —— 那就是行业首创的动力总成大脑PICU,实现电机控制、发动机控制、混动变速箱控制、空调热管理和电池热管理「五合一」功能,以「域」实现「变量共享」。

这样的技术架构可以说是立竿见影,从「各自为政」到「天下一统」,节省了70%冗余组件,极大降低车内网络负载和数据延迟,运算速度提升50%。据思享会的专家描述,正是因为PICU的存在,荣威D7 DMH的动力响应时间仅为0.26秒,与同级竞品0.5秒相比提升了近一倍!从用户的角度来看,这种提升带来的好处就是动力响应更快、更好地实现「无换档、无离合」的体验。

电机控制、发动机控制、混动变速箱控制、空调热管理和电池热管理都是基于RTOS(实时操作系统),开发难度远远大于非实时操作系统,所以PICU的创新并不容易 ——架构设计、硬件设计、底层驱动、上层软件、标定测试等自主研发工作需要全流程走一遍。

思享会之后还有一个实地参观环节,我也见到了上汽自主研发动力总成控制器的全历程:第一共合作开发传统动力总成控制器、第二阶段自主开发传统动力总成软件、第三阶段自主开发混动控制器软件、到了PICU的第四阶段就实现了软硬件全自主研发了!

3. 混动专用发动机和混动变速箱

荣威D7的DMH超级混动专用发动机,热效率高达43%!除燃烧系统匹配优化、外部冷却EGR等传统技术优化之外,我认为「混动专用」思路贡献了最大的提升。

什么叫混动专用呢? 咱们看这款发动机,它采用了深度阿特金森循环、最高压缩比达到了16(比DM-i骁云发动机的15.5还高)。这么高的压缩比,只能用于经济性较好的阿特金森循环,很难应用在米勒循环 —— 也就是说,设计出来的发动机只能「混动专用」,无法用于纯燃油车上。

实验室看到的混动专用发动机实物零件

这就是为什么,混动专用发动机要与混动变速箱一同出现(如下图):它们相辅相成、密不可切!有混动变速箱的辅助,让发动机不必追求全工况都强、不必在动力性与经济性之间纠结,而只需要做好「混动专用」的本职工作就可以了。「伤其十指、不如断其一指」,这就是「混动专用」的奥义。

这款发动机还特别优化了NVH性能:混动模式下的噪声增量小于1dB。

DMH超级混动的这款混动变速箱性能也很不错,相比竞品体积更小、重量更轻,但输出功率和集成度更高,机械传动效率达到98.5%!

4. 高效率电机和高安全电池

串并联混动架构中的两个电机效率及NVH非常重要。现场听下来之后,我理解DMH的P1电机具备三个特点:

• 同轴布置:业内P1电机一般采用平行轴布置,而DMH的P1电机采用同轴布置,相比之下少了一组齿轮。再配合同轴调和技术、谐波注入技术,让P1电机在0-5000rpm全时段降低20dB电机噪音,整体噪音水平比竞品低10%左右。

• 集成度高:高度集成以实现高集成、轻量化。相比竞品平行轴产品,重量减轻5%、轴向长度缩短10%。这会让整个动力总成体积更紧凑,让整车设计有更大的自由空间。

• 协同设计:过绕组的沉浸式冷却,冷却效率提升30%,电机持续功率达到峰值功率的80%。这就像手机、电脑的CPU一样,散热能力上去了,高性能模式就可以持续更久。能力上升了, 就会让P1电机与发动机的匹配自由度更高,这让系统效率提升了1%以上。同时,电机本身的效率也更高,DMH的发动机高效区间电机平均效率高达95.3%。

看到P1电机的技术解析,我领悟一个道理:虽然现在行业里讲电机必称Hair-Pin绕组,但并不是Hair-Pin绕组一定好!

讲到这里,你可能会有疑问:也许是上汽没掌握Hair-Pin绕组技术,所以P1电机才不用的吧?事实当然不是这样。比如下面的P3驱动电机,就采用了行业内先进的Hair-pin扁线工艺,最高效率达97.5%;且电机高效区广泛,WLTC 综合效率高达90%以上。

P3驱动电机

一般来说,在讲纯电车的时候才会剖析电池包的细节,因为不少插混车型的电池包成本受限,凑合可以用就可以啦!DMH超级混动的电池包也参考了纯电车的设计标准:

• 模组化设计:模组可以单独维修,方便且经济;另外万一发生电芯热失控的话,可以控制在模组内部,不至于产生大的危险。

• 高强度框架:铝合金框架+模块化储能系统,结构件轻量化,强度更高;针刺不起火,符合针刺测试标准;挤压变形可达30%,超越国标。

• 热管理标准:混动车的电池容量小,那么单相电芯的工作强度就更大。DMH超级混动的电芯内部温度差低于3.5度。根据思享会的专家所述,比同级竞品的12度温度更安全、寿命更长。

二、荣威D7的双车定位

当天的思享会重点是讲DMH超级混动技术,并没有讲具体的车型产品。尽管如此,我认为还是有必要将DMH超级混动的首搭车型荣威D7做一个简单的介绍。

荣威D7是一款中大型轿车,车身长达4890mm。外观是轿跑造型、内部空间却挺大,并且座椅舒适度一直是上汽集团的长项,这款车非常适合家用。

荣威D7会有DMH插混与EV纯电两个版本,两个版本的性格有所不同。

DHM插混版适合家用,电池容量达到21.4kWh,CLTC纯电续航里程达到125km,日常充电成本极低。出远门的时候,满油满电CLTC 综合续航里程更高达1400km,就算是比较极端的高频亏电场景下也能实现百公里4.61L的亏电油耗,作为中大型车却能实现A0级车的油耗,表现非常惊艳。

要注意的是,这可不是官方工况的亏电油耗,而是2023年混合动力汽车极限挑战赛中的实测亏电油耗。搭载DMH超级混动技术的荣威D7凭借这个成绩,获得「中大型插混轿车综合性能最优」、「插混车型亏电能耗最优」双料冠军。

除DMH混动版之外,荣威D7还有纯电版,有两大特点:一是后驱,追求一定的操控性;二是采用了较薄的「躺平」魔方电池,可同时实现较低坐姿与较大的头部空间。

总结

竞争越来越激烈的中国汽车市场,一款产品要想成功,往往不是产品、技术的单项成本,而是「技术、产品、营销、渠道」利出一孔、协同发力的成功。甚至说,只要协同配合起来,每个环节不必是最强的,也能取得成功。

全新一代DMH超级混动系统的出现,改变了混动市场被合资车占领的格局,让自主品牌也有了话语权。

如今,荣威D7 DMH将搭载着全新一代DMH超级混动系统而来,相信其在动力性能以及燃油经济性上会有一定的优势。

搭载DMH超级混动的荣威D7,在技术与产品两个方面都非常有竞争力!接下来要做的,就是在即将上市的关键时刻,打好营销与渠道两场硬仗!如果新车上市,你会去买吗?



0 阅读:0