DM-i不香了?比亚迪新混动技术为何向丰田看齐?

发布时间:2024-03-20  

最近,比亚迪即将推出第五代DM-i混动技术的消息引起了广泛关注。今天,我们就来深入探讨这一技术及其发展历程。


国内自主品牌的混动车型市场近年来呈现出强劲的增长势头,对合资品牌混动车型的市场份额形成了有力挑战。在这场竞争中,比亚迪的DM-i超级混动技术尤为引人注目。

比亚迪在混动技术领域的研发始于2004年,2008年,公司成功推出了全球首款量产的插电式混动汽车——F3DM,这标志着比亚迪在混动技术领域的首次突破。

随后的十余年里,比亚迪不断对混动技术进行深入研究和创新,积累了丰富的经验并取得了众多专利。


2020年,比亚迪对插电混动技术进行了战略性细分,推出了以“超低油耗”为卖点的DM-i超级混动技术,这一技术以其卓越的燃油经济性和动力性能,受到了市场的高度认可。


2021年1月11日,比亚迪宣布DM-i超级混动技术正式亮相,并确认该技术将应用于  秦PLUS ( 参数 | 询价 )  DM-i、宋PLUS DM-i、唐DM-i三款新车型,这些车型随即启动了预售。这不仅是比亚迪技术创新的里程碑,也是其在新能源汽车领域持续领先的又一力证。


当然,我们并非致力于追溯比亚迪DM-i混动系统的全面发展历程,而是聚焦于比亚迪第五代DM-i混动技术的深度剖析。


不久前,在比亚迪在最近一场核心管理层内部沟通会上透露将推出第五代DM系统,据相关参会人员透露,第五代DM-i百公里油耗2.9L,满油满电可以跑接近2000公里。


消息的公布无疑引发了一场广泛而深远的影响,要知道,现在的大多数混动车型的百公里油耗基本控制在3-5L的节奏,而低于3L的基本上犹如“卡门线”一样,非常难以逾越。


虽然未经证实,更有消息说比亚迪已经决口否定这一说法,那这传说中的第五代DM-i,是否能够“灵验”呢?


那我们就先从比亚迪的一张疑似第五代DM-i的专利图说起。

在初次审视这张专利图时,我深感震惊,因为其所展示的技术效果与丰田的THS有着惊人的相似性。


没错,就是那个丰田所著名的“太阳轮”混动技术。


我们可以看到比亚迪这套混动技术采用了双行星齿轮的设计,与之前的第四代DM-i技术方案有所不同。


该系统结合了双电机和常规差速器,提供了前驱/后驱的混动模式,并具备纯电四驱、混动四驱、增程后驱和高速发动机直驱四种工作模式。


那么,比亚迪这样的设计是否侵权了呢?


我们知道,丰田的THS混动技术在混合动力技术的初期阶段便崭露头角,其采用的行星排双电机混动系统结构使其在混合动力领域独树一帜。凭借卓越的燃油经济性和稳定可靠的质量,THS混动技术在全球汽车市场上赢得了广泛赞誉。


其实,丰田的THS混动系统并非独立研发,而是基于美国TBW公司的行星排混动技术。


TBW公司于1969年申请相关专利,旨在服务于通用汽车,专利有效期至1988年3月2日。丰田于1996年5月20日注册了THS行星排双电机混动系统专利,并在1997年的第一代普锐斯车型上正式投入量产,确保了其技术的合法性。此后,该技术广泛应用于卡罗拉/雷凌双擎、凯美瑞HEV、RAV4荣放HEV、汉兰达HEV、赛那SI∈NNA等丰田旗下的HEV油电混动车型,赢得了市场的广泛认可。

后来,丰田在中国逐步释放了THS专利,并于2019年初以象征性的“1美元”价格,将THS技术转让给其在华核心零部件供应商科力远。值得注意的是,吉利汽车持有科力远的大部分股份,因此,从某种程度上讲,丰田实际上是间接将THS技术转让给了吉利汽车。

需要指出的是,尽管丰田公司获得了THS的专利技术,但其在原有技术基础上进行了大量的改进和升级工作。正是这些努力和创新,才使得丰田公司能够取得如今的辉煌成就。

我们继续讲话题拖回比亚迪的第五代DM-i,那么它与丰田THS混动技术又有着怎样的区别呢?


通过专利图来看,该系统以一台发动机搭配双电机的配置,通过精心设计的两组行星齿轮实现动力传递,巧妙地省去了传统离合器,从而提升了整体的连接强度与效率。

探究比亚迪转向采用行星齿轮技术的深层原因,人们或许会好奇,为何要放弃原本表现良好的混合动力技术。


比亚迪的旧款EHS混动系统摒弃了传统变速箱,多数情况下以电机驱动为主,发动机充当发电机,仅在高速或急加速情形下直接驱动或并联驱动车辆。

尽管这种设计简化了结构,降低了成本,但在高速直驱时无法同时发电,可能导致频繁加速时电池电量下降,引发罕见的失速现


但引入行星齿轮技术后,发动机的功率得以有效分配,巧妙地解决了这一问题。


此外,双行星齿轮结构的采用,不仅取消了离合器,减少了体积,还能通过行星排的功率分流,发动机和电机的工作压力由两个行星排共同分担,提高了系统的效率。发动机的直驱能力得到增强,使得其高效工作区间更加广泛。同时,电机也可以通过行星排实现两档变速,从而使用更小功率的电机,降低成本。


尽管这种设计面临多重挑战,如结构复杂性的提升导致调校难度增加,以及行星齿轮加工的高难度,国内零部件供应商在产品耐久性方面亦曾遭遇瓶颈。然而,我坚信比亚迪在此方面必有深思熟虑,或许已在技术层面取得突破,并已顺利实现量产。


除了全新的混动技术外,比亚迪另一项技术的研发也同样上了热搜,而它也是第五代DM-i混动系统的关键。


这就是比亚迪第二代刀片电池。


刀片电池大家或许不会陌生,其优势在于其紧凑的结构和高效的能量存储能力。相比传统的圆柱形或方形电池,刀片电池具有更高的体积利用率,能够在有限的空间内提供更多的能量。同时,它的扁平形状也使其更容易被集成到各种设备中,为设计师提供了更大的灵活性。

除了结构上的优势,刀片电池在安全性方面也表现出色。由于采用了多层结构和热隔离等安全措施,刀片电池在遭遇短路、过充等异常情况时,能够迅速切断热源,防止电池热失控的发生。这种自我保护机制大大降低了电池起火或爆炸的风险,为用户提供了更加安全的用电环境。


而第二代刀片电池可谓是一代的"PLUS"版。


根据收集到的资料显示,第二代刀片电池的优势在于其显著提升的体积利用率,超过了40%的增长使得在相同空间内能够容纳更多电池单元,直接导致电池包能量密度的提高,进而显著增加了车辆的续航里程。


在能量密度方面,第二代刀片电池的能量密度达到了190Wh/kg,这一提升使得搭载该电池技术的纯电动汽车的续航里程能够突破1000公里以上。

另外,为了满足不同车型和平台的需求,第二代刀片电池在电芯尺寸上进行了精心调整。此外,热管理系统的优化,包括液冷板和导热层的增加,不仅提升了电池的充放电效率,还延长了电池的使用寿命,确保了在各种工况下的稳定性能。


安全性是比亚迪第二代刀片电池的另一大亮点,其抗穿刺和抗碰撞能力得到了显著增强,电芯上下两面增加的高强度铝合金板,形成了坚固的蜂窝结构,提升了电池的抗压强度和刚度,为电动汽车的安全运行提供了坚实保障。


综合来看,比亚迪的第五代DM-i混动技术通过其创新的双电机系统和精密的行星齿轮结构,实现了卓越的动力性能和燃油效率的显著提升。此外,得益于第二代刀片电池技术的进步,电池的能量密度和安全性得到了显著增强,为电动汽车的长远发展打下了坚实的基础。


考虑到续航能力,若以2000公里为标准,每天驾驶40公里的情况下,一次加满油足以支持近两个月的行驶,这无疑突显了其卓越的续航和实用性。这种技术的发展可能预示着燃油车时代即将结束,对此,你有何看法?


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