比亚迪DM-i技术如何实现亏电状态下低油耗？

说到汽车的混动技术，有句话流传比较广：汽车行业有两种混动，一种是丰田，一种是其他。作为很早涉足混动技术的品牌，丰田设计出以行星齿轮在核心的动力分配结构，利用行星齿轮的三个自由度分别啮合发动机、发电机和电动机，实现了一套高效的混动机构。目前丰田的混动THS已经发展到第二代，在国内销售的车型已经普遍使用，用户的反馈是油耗低、行驶平顺。丰田的混动确实很好，但也有着明显的时代印记，那就是在二十多年前电池、电控都不发达的时代中，实现以发动机为主、电机辅助的动力分流式结构，电机仅在起步、加速等少数时间介入，辅助发动机渡过高负荷区，大部分表演的舞台依然是发动机。而且发动机、发电机和电动机三者是不能完全解耦的，并不能将各自潜力发挥到最大。

丰田THS特点：动力分流，发动机为主，电机为辅助。电气化程度较低。

在电机、电池和电控飞速发展的过程中，本田的i-MMD技术也得到快速发展，目前也发展到了第三代。由于丰田对于行星齿轮结构很早申请了专利保护，因此本田只能另辟蹊径，利用双电机的结构和离合器控制发动机介入，让电机与发动机达到完全平等的地位，实现了大功率电机驱动，并可以单独驱动车辆到高速的行驶状态。驱动电机的工作区间大为增加，但因为系统的三元锂电池能量较小，发动机在低电量时直接带动发电机发电并直接输出到驱动电机，变成了一台增程式的混动系统。在高速行驶，负荷较低时，发动机动力直接驱动车轮，驱动电机休息。整个过程，发动机始终处于低负荷状态，可以达到40.6%的高热效率。因此，本田i-MMD的车辆体验是加速更强劲、油耗同样较低。

本田i-MMD特点：发动机与电机地位平等，各负其职。电池能量较小，不支持插电是最大缺点。

我们再来看以理想ONE为代表的增程式混动，它的特点是只能以电机驱动，发动机仅做发电机的动力源。虽然实现了纯电动，但并没有完全零排放，而且在高速低负荷时，明明发动机的效率更高，却还要通过发电来中转，此时的能量使用效率反而不高。

增程式混动特点：电机驱动，大部分工况系统的效率都很高，但高速匀速行驶电机效率不如发动机高。

以上每种混动技术都有可取之处，但也都有明显的缺点。那么能否取众家所长，避他人之短呢？答案是肯定的。比亚迪于1月11日隆重推出的DM-i插电混动技术，可以说是完全避开了以上所有的短处，形成了自己的特色。

我们先来看整体结构，DM-i核心部件包括双电机的EHS系统，骁云插混专用发动机，混动专用功率型刀片电池。还有四大控制系统，包括整车控制、发动机控制、电机控制和电池管理。控制系统因为主要涉及的电路和软件，我们也没有太多资料，只需要知道核心部件和关键技术是完全由比亚迪自主研发的，还使用了比亚迪自研的IGBT就可以了。重点看几大硬件：

1、双电机的EHS系统：

比亚迪之前的DM很大程度上要依赖变速器，可以看到这套系统并没有传统的多挡位变速器。EHS系统以并联的双电机为主要部件，其特点是：1、发电机与发动机利用齿轮处于常啮合状态，意味着发动机只要在输出时就处于发电状态。2、发动机输出端是湿式离合器，一般情况处于分离状态，仅在高速匀速续航时才结合，直接驱动车辆，因此大部分时间负荷很低，效率尤其高。3、电机是主要驱动来源，与中间齿轮常啮合，再输出到主减速齿轮，再带动差速器输出。

DM-i的驱动电机体积和功率都做得比较大，具备更多的适应性。根据电机功率大小不同，分为EHS132、EHS145和EHS160三种，对应电机功率就是132 kW、145 kW和160 kW，三者的扭矩分别是316Nm、325Nm和325Nm。

我们认真观察了EHS系统的结构和工作原理，认为它的工作原理与本田的i-MMD有异曲同工之妙，但两者的结构完全不同，后者采用的双电机同轴布局。

2、骁云插混专用发动机：

比亚迪针对DM-i推出了两款专用发动机，1.5Ti涡轮增压和1.5L自吸发动机。其中前者的峰值功率为105kW，峰值扭矩231Nm，拥有12.5的高压缩比，采用了可变截面涡轮增压器和智能热管理系统，实现了40%的热效率，主要与EHS160系统匹配，用在唐DM-i上。而后者峰值功率为81kW，峰值扭矩135Nm，拥有15.5的超高压缩比，采用分体冷却技术、EGR废气再循环，实现阿特金森循环，成为目前全球量产发动机中热效率的新顶峰为43.04%，这款发动机主要与EHS132和EHS145系统配合，用在秦PLUS DM-i和宋PLUS DM-i上。

有心的朋友可能注意到了，这两款发动机的功率和扭矩比起同排量的驱动型发动机都要小，而在压缩比和热效率上却高很多，这正是混动系统的微妙所在，因为发动机仅在部分负荷和低负荷运转，不需要考虑太多扭矩和功率的需求，工程师可以把主要精力都用在提高压缩比、降低摩擦、提升热效率上。

3、混动专用功率型刀片电池：

我们认为DM-i核心优势就是搭载了比亚迪为混动系统开发的专用功率型刀片电池。电池采用串联式电芯，一节刀片电池内有多节卷绕电芯串联而成，电池的体积利用率得到进一步提升。卷芯采用软铝包装，形成一次密封，刀片电池采用硬铝外壳包装，形成二次密封。单节电压超过20V，单节电量最大1.53度。电池包电量在8.3—21.5kWh，可实现了纯电里程50—120公里。

电池为磷酸铁锂型，除了先天安全系数很高，还拥有先进的热管理系统，推出了脉冲自加热技术，利用电池内部高频充放电生热，速度更快。另外，它还实现了PHEV车型的直流快充，30分钟即可充满80%，交流充电功率也高达6.6kW。

4、以电机为绝对主力的驱动方式：

我们来看一下混动系统的工作策略：1、在电量充足时，很简单，电机驱动，相当于纯电动车。2、在电量不足时，市区中低行驶，99%的工况下用电机驱动，发动机启动发电直接输出给电动机，相当于一台增程式车辆；仅在少量急加速或爬坡等高负荷时，发动机才会输出动力到车轮；3、高速行驶，并联直驱为主，发动机直接驱动。

有了以上驱动策略，可以实现在NEDC和WLTC工况下，电机驱动占比分别高达88%和82%，发动机参与驱动的时间很少，更多时候启动是给电池充电。因此，像秦PLUS EHS132系统，在亏电状态下的百公里油耗也可以低至3.8L，宋PLUS EHS145和唐EHS160亏电状态下百公里油耗也仅为4.4L和5.3L。

因为采用电机驱动，车辆的加速性能也不弱，秦PLUS EHS132系统的0-100km/h加速时间为7.9秒，宋PLUS EHS145为8.5秒，唐EHS145为8.7秒，与一台2.0T发动机的加速成绩相当，足够日常动力所需。

秦PLUS DM-i版微试车：

在发布会当天下午，我们参与比亚迪组织的试驾，对即将上市的秦PLUS DM-i进行了简单的试驾。EHS132的电机推动这台车加速比较充沛，而且加速过程中静谧度很高。由于电量充裕，我们把油门踩到3/4深度，发动机都没有启动，显得尤其安静，最让我们惊喜的是这台车的方向盘的转向顺滑度提升很多，而且底盘的滤振显得干净很多，过弯时也有一定的支撑性，看来在汉斯的调校下，底盘的表现也有的显著提升。

只有把油门踩到底，发动机才会介入驱动，发动机在启动时的振动能够清晰感知到，但并不扰人，整体的NVH依然是值得肯定的。地板油的全加速信号能够让发动机参与到驱动中来，动力会有一定的提升，对于日常的加速、变线超车是完全足够的，而且加速感觉更加线性，不会出现局部爆发性的增加，让乘坐的舒适性也大为提升。

秦PLUS内饰也进行了升级，显得更精致

侃哥点评：

如果说DM-p技术路线代表了比亚迪的技术高度，那么DM-i就是真正能够走进千家万户的实用性产品。DM-i的动力分配策略上与本田有些相似，但发动机参与驱动的分配比例更少，对于电机的依赖性更高，整套系统的电池容量和充放电的效率都更高，不仅实现了PHEV可以享受到政策优势，更可以支持快充，缩短了充电时间。从混动技术的角度看，它确实将众家所短都避开，很有可能是目前综合效率最高的混动系统，而且实车体验也相当不错。还有一个重要因素是降低了成本，让车身价格下探。我们预测搭载DM-i的三款车型会迎来销量的快速增长。