混动开局者，DM-i超级混动系统（五）

2021年作为混动的开局之年，总体来看具备三大要素：《节能与新能源汽车技术路线图（2.0版）》的政策推动，多家主机厂的深度混动平台，以及现象级混动产品DM-i。比亚迪DM-i超级混动系统真正让市场开始“跑步”迎接混动车，同时让所有汽车人意识到混动车的潜力以及市场巨大。

从2003年一路走来，比亚迪始终致力于推动全球新能源发展，“用技术创新满足人们对美好生活的向往”。众所周知，DM双模技术是比亚迪插电混动技术的专属名称，DualMode兼顾纯电和混动，插电混动是燃油和纯电技术的综合体，其技术难度一直被誉为汽车技术的珠穆朗玛峰。2008年，比亚迪推出了全球第一款插电式混合动力汽车F3DM，第一代DM技术采用双电机串并联架构，开创了插电式混动汽车的先河;2013年，比亚迪推出DM第二代，系统采用了发动机+DCT耦合P3+P4的三擎四驱架构，实现了百公里加速5秒以内、智能电四驱，树立了比亚迪在混动领域的性能标杆;2018年，第三代DM技术持续创新，在第二代架构的基础上，引入全新PO电机，使双模车的动力性、经济性和平顺性全面提升，给用户带来极致的用车体验。

为了满足更多消费者的需求，2020年6月，比亚迪发布了双模技术双平台战略：DM-p和DM-i。DM-p，“p”即powerful，指动力强劲、极速，满足“追求更好驾驶乐趣”的用户;DM-i：“i”即intellige nt，智慧、节能、高效，以电为主，满足“追求极致行车能耗”的用户。

DM-p是对DM三代强劲动力的延续，DM-i则是对DM

代的传承。从2008年到2021年，十三年的沉淀积累，突破性的技术创新，比亚迪投入了超2000名工程师，精心打磨。截止到2020年，比亚迪DM销量已突破42万辆，中国市场占比超过44.2%;插混销量全球第一;累计获得专利408项，并多次获得中国专利金奖和优秀奖。

何谓“超级混动”？简单来讲就是以电为主的混动技术，准确来讲是围绕大功率电机驱动和大容量动力电池供能为主，发动机为辅的电混架构，颠覆了传统混动技术以油为主的设计架构。

超级混动的出现，实现了超低油耗、静谧平顺、卓越动力这样近乎完美的整车表现。100%的自主研发的专用高效发动机、双电机EHS电混系统、刀片电池、交直流充电器等核心部件;同时也涵盖了整车、发动机、电机、电池等相应的控制系统，“全自主可控”是比亚迪可以激进设计开发DM-i高效发动机，并以电为主的核心优势。

DM-i超级混动专用高效发动机有两款，1.5升自然吸气发动机和1.5Ti增压直喷发动机。

1.5升自吸发动机自2020年11月发布后成為明星产品，中国汽车技术研究中心认证的全球量产最高热效率43 .04%的发动机，是实现突破百公里3.8L亏电油耗极限的关键所在。确实正如比亚迪所讲，在下一个十年，发动机将被重新定义，而这台骁云插混专用1.5L高效发动机将会作为开局者载入史册。

以电为主的架构，不再过多依靠发动机，可以让发动机做减法;按照工况区域来设计发动机，不需要全面兼顾发动机的高低转速性能。高度电气化，颠覆性的采用了15.5高压缩比，阿特金森循环、25%的高EGR率、分体冷却、超低摩擦等前沿技术;取消轮系，不再需要传统发动机的机械压缩机、机械真空泵、机械水泵，同时自主开发了电喷系统。

同时为了能够覆盖C级车，DM-i超级混动系统也搭载了增压1 .5Ti高效发动机，这款发动机热效率做到了40.12%，也达到了全球领先水平。因为采用了12.5高压缩比、米勒循环、VGT可变截面涡轮增压器、低摩擦设计等前沿技术。米勒循环加大压缩比的设计，使得增压机的爆震倾向得以控制，VGT的加入进一步提升经济性和动力性，使其更好地适应这一目标体系。

串并联架构的双电机EHS电混系统，这套系统传承了DM-代的架构理念，并进行了全面的优化。按功率划分为三款总成：EHS132、EHS145和EHS160，适配A级到C级全部车型。EHS电混系统由双电机、双电控、直驱离合器、电机油冷系统、单档减速器组成，高度的集成化，相比第一代体积减少了30%，重量也减少了30%。

动力电机采用了扁线设计，最高转速高达1 6000转，峰值扭矩达到了325Nm，峰值功率最高达到160kW;减速器采用极简设计，提升了传递效率;并且电机采用了先进的油冷技术，大幅提高了散热效率，从而使电机的功率密度提升至44.3kW/L;同时，电控系统也搭载了比亚迪自主研发的第四代IGBT技术，电控综合效率高达98. 5%。在电控的参数上，无论集成度还是传递效率，可以说都走在了所有车企前列，并且完全自主可控，这点非常难能可贵。

DM-i超级混动专用功率型刀片电池，这款刀片电池属全球首创，单节电压超过20V，单节电量最大1.53度，传统电池包有近100节电芯，而内串刀片电池的整个电池包，也只有十几节电芯;大大减少了电池间连接，零部件个数减少了35%。因车型不同，配备的电池包电量在8.3度到21.5度，实现了纯电里程50到120公里;磷酸铁锂热稳定性和刀片结构设计，让刀片电池通过了各类严苛的安全测试;同时，磷酸铁锂稳定的材料晶体结构和热管理系统，保证了刀片电池长久的寿命，打造了超级安全和超长寿命的动力电池。同时超级混动专用刀片电池，符合针刺标准。电池包采用无模组化设计，空间利用率高达65%，电池与包体设计融为一体，形成类似蜂窝铝板结构，大大提升了电池包的结构强度。

刀片电池采用脉冲自加热，和冷媒直冷的全球领先热管理技术，可以实现全气候条件下的使用场景，脉冲自加热属全球首创，通过电池高频充放电，达到提升电池温度的目的;电芯自身发热，均温性更好，在寒冷的东北地区也可使用，同时脉冲自加热效率比水加热提升了10%。冷煤直冷技术，可直接将冷媒通入电池包进行冷却，相比水冷，换热效率提升了20%。

充电方面，不仅搭载了3.3KW和6.6KW交流充电，DM-i超级混动长里程版还搭载了大功率直流快充，30分钟充电至80%。同时通过设置预约充电，可实现峰谷用电。未来我们还将推出云服务一键电池加热、预约出行等功能，确保出行时电池处于最佳状态，让充电更智能，出行更便捷。

DM-i技术架构核心

其实这里涉及到一个问题，同是混动架构，同样是串并联，为什么比亚迪可以做到如此优异的性能呢？总的来看，从技术配置上米勒/阿特金森循环+EGR的核心主线也没有变，但是区别于其他混动架构是控制策略的变化。这台发动机“以电为主”的策略整体上看更像是一台优化后的“增程”系统。在大部分工况以增程使用策略为先，而双电机弥补了其增程在高速工况的不足。这与其他串并联混动平台在策略上是有很大不同的。例如：当车辆亏电时，城市路况下，有18%的工况发动机处于高效区发电，发出的电，一部分用于电机串联驱动;另一部分，给电池充电，这部分电能可保证在整个城市路况下，仍有81%的EV行驶占比，这样大大降低了油耗;同时，近100%的电机驱动占比，提供了无限接近纯电般的驾乘体验。

在当前实施的NEDC工况下，亏电时，如同城市工况，电机串联驱动占比有18%，同时发动机发出的电，仍可支撑70%的EV行驶占比;在下一步国家要实施的WLTC工况下，亏电时，串联占比28%，发动机发出的电，也可实现54%的EV行驶占比。

在亏电高速稳态工况下，发动机处于高效区以并联直驱为主;加减速时，系统切换为串联驱动，从而保证了发动机更多的处于高效区工作。综合以上工况可以看出，近乎全程电驱的策略使得发动机的大多数角色是为电池充电，同样这也必须依托于功率型电池的优点以及电控技术的成熟自主。角色的转变使得发动机开发的“工况限制”同样被减少，不用超大负荷，不用过热也不用过多考虑爆震，热效率在电控的加持下可以进一步提升。

以这个概念去继续理解DM-i的技术架构，压力从发动机燃烧系统开发转移到如何保证发动机持续扮演“充电宝”角色。在电池方面，传统混合动力电池容量仅有1度电左右，可调SOC区间为50%，只能在0.5度电的范围内做调度，而DM-i超级混动配备大容量动力电池，电池容量最小也有8 3度电，SOC智能调节区间在20%-70%，至少可在4度电的范围內做调度，即使亏电情况下，车辆也有更多机会纯电动行驶，大大缩短了发动机的工作时长。

此外，刀片电池的充电功率，是普通混动电池的两倍;同时内阻更低，充放电效率优于传统混合动力10%，这样综合实现了30%的能量回收率。而12V磷酸铁锂小电池也实现了智能化升级，相比于燃油车和普通混动车，唯一实现了彻底的无铅化，比亚迪全球首创搭载了此项技术，并已成熟应用了五年的时间。小电池有独立的BMS，实现了充放电智能控制，工况综合效率相比铅酸电池提高了13%。

在大容量大功率刀片电池的支撑下，发动机运行由面工况变为线工况，并且还是少高转速的“短粗线”，高效区占比高达70%，普通混动车更接近于面工况，或者说“长线”工况，高效区占比为60%，而燃油车的高效区占比仅有25%。这是以辅助电池高效功率为主的发动机的设计特点。有电时，纯电驱动;亏电时，大部分工况电机驱动，占比超过80%，尤其在城市工况下电机驱动占比近乎100%。

主要驱动器，DM-i系统所配备的大功率驱动电机，功率平原更宽，后备功率更充足;此外，电机响应时间更快，十毫秒级的电机响应，远超百毫秒级的发动机响应，使得起步加速更快，百公里加速更优。

这样，电动车的优点可以毫无保留地在这台混动车上体现，发动机的角色也同样可以发挥到极致，一旦燃烧系统进行升级，可以不用改动整体架构直接降低油耗。另一方面燃烧系统的开发难度也会降低。可以说这套动力系统所欠缺的就是超高效燃烧系统的开发，也就是说比亚迪未来的开发方向一定会再次回到高效燃烧系统上来，从而最大发挥架构的优势。

总结：超级混动系统DM-i的车型表现毋庸置疑，这里也不再赘述了。作为混动开局者，DM-i的出现可以很好地证明油电混合既是对纯电驱动的补充，也是解放发动机枷锁的“利刃”。以电为主的控制策略很好地为比亚迪打开了深混上半场的局面，以电补充发动机的设计也使得发动机的技术能力大幅提升。开局过后，有着非常好的电控基础、电池基础及高效发动机基础的DM-i一定会在超高效燃烧系统上持续投入，可以想象当50%热效率的发动机搭载到这套DM-i系统上时，其油耗表现会多么夸张。