2021年比亚迪推出第四代混动技术DM-i,搭载秦、宋、唐等车型,具有动力强、油耗低的特点,取得了较好的销量。随着车辆销量的增加,网络上陆续有报道,DM-i混动车型在高速上存在失速的故障。(失速:车辆在运行过程中突然失去动力,导致车辆不能维持车速甚至不能继续行驶。)
头条号:我就是闪电雷;车主的宋Pro DM-i在高速上HEV模式行驶,突然发生失速,车速由120km/h降到85km/h,视频看到该车总行驶里程才1557KM的新车,如下图所示:
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为了方便读者理解比亚迪插混DM-i车型的高速失速原因,先介绍汽车动力学知识:
01 汽车驱动力图
以下介绍汽车驱动力图:横轴是车速km/h,纵轴是驱动力N,
1)车辆行驶时,随着车速的增加,由于车辆的风阻增大,车辆行驶阻力增大。
2)随着坡度增大,由于车辆的重力,车辆行驶阻力也增大。以下是某一车型坡度为0%和10%、20%、30%、40%坡道的行驶阻力曲线。
3)根据P=N×T/9550公式,可以计算等功率曲线,以下是功率为30kW、50kW、60kW、80kW、100kW、120kW、140kW的等功率曲线。
图中A点的含义为,车辆输出80kW功率时,如在10%坡道上,车辆最高车速为110km/h。
02 发动机输出特性
以下发动机输出曲线图:横轴是发动机转速n/min,纵轴是扭矩Nm和功率kW
发动机在低转速,扭矩和功率很小,随着发动机转速提高,功率增加;
比亚迪第四代混动DM-i车型,高速失速的原因分析:
01 DM-i工作原理
以下是比亚迪混动DM-i系统的示意图:
发动机与发电机MG1常啮合,发动机与驱动电机MG2通过离合器闭合进行连接。
离合器闭合时,发动机与车轮的传动是固定变比,导致发动机的高效运行区间受到限制。
在高速时,如果发动机直驱动,运行效率低,因此,DM-i混动系统会工作在串联模式:发动机拖动电机发电,向驱动电机供电。电池根据车辆功率需求,以及电池的电量高低,进行放电或充电。
02 混动DM-i失速原因
从理论上分析,高速失速有多种原因,例如,发动机、电机等部件故障不工作,本文主要分析网上报道较多的需要进行保电的原因,是属于混动DM-i系统匹配控制的问题。
1)发动机小,动力不足
宋Pro DM-i车型采用1.5L小发动机,最大功率只有81kW/6000rpm,发电机输出电功率68kW,驱动电机即使按90%高效率,电机输出机械功率大约只有61kW;如果冬天空调开高压PTC加热,以及车身电子等耗电,电机最大输出功率大约只有55kW;
根据汽车驱动力图可知,驱动功率55kW时,车辆在5%坡度行驶,保留部分加速力,车辆最大车速大约90km/h,因此会造成失速;
2)电池亏电原因
比亚迪混动车型,采用刀片磷酸铁锂LFP电池,根据网上报道车辆失速前电量较低(SOC<25%)根据以下LFP电池的电压特性(动态放电曲线)可知,LFP电池电压在SOC中间段电压平稳,会造成电池控制器BMS估算电量SOC存在较大误差。即在仪表显示电量SOC高时,实际存在电池电量较低的风险,电池电量低时,为保护电池安全和循环寿命,会限制电池放电,这是造成比亚迪插混DM-i失速的根本原因。
综上所述,比亚迪插混车型高速失速的原因,主要是采用了磷酸铁锂电池,电量检测存在误差,以及采用小发动机,在电池不能放电时,发动机输出动力达不到驾驶需求。
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