细节优化成就“奇迹”!解析比亚迪DM5.0,如何实现油耗新低?

没有行星齿轮和功率分流,还是原有的平行轴结构,却把EHS电混系统的效率从87.6%提升至92%?没有大的物理结构改变,如何将发动机热效率从43.01%一口气飙到了46.06%?所有的东西都是似曾相识,但DM5.0就是将油耗搞到了WLTC 3.8L。这到底是怎么做到的?
比亚迪这次搞了个大活,对外宣称进入2时代(NEDC 2.9L)。客观说,其实我不认同用NEDC来标注油耗,也不太认同2时代这个说法(我自己亲历的就有媒体老师将蒙迪欧混动开出过百公里2升多,黄金右脚+匀速行驶,不难出奇迹),而且一箱油2000公里其他车企也早就干过。但就效果而论,2时代、一箱油2000公里,这个舆论生态位,还是被比亚迪牢牢占住了。这就是品牌势能的威力,其他车企不服不行。中国市场内卷这么激烈,不搞个大新闻,很难激起水花。所以尽管不少人对比亚迪重启NEDC标准颇有微词,但在如今这个流量时代,要有传播效果,有些动作必须突破常规。所以与其争论这个是非,不如我们回归事实本身,对一台超过4.8米、重量接近1.7吨,算是B级车的选手,如何做到WLTC 3.8L的油耗?这已经是业内最低了!DM5.0到底是如何将油耗再次做到了行业领先?
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之前很多比亚迪DM5.0的分析资料,大家基本都指向了比亚迪的某个混动系统专利。在这项专利中,比亚迪用到了两组行星齿轮、+两组离合器,从而实现了整个系统的高效进化,而且P1电机、P3电机可以相互转化发电机、电动机的角色,实现动力和能耗的双丰收。
但是看完了发布会发现基本不是那么回事。从这套电混箱画面一闪而过,但还是能看出——首先,仍然是和老款DMi一样的平行轴结构,没看到行星齿轮。整个电混箱里仍然是两根电机轴(对应P1和P3电机)、一根离合器轴(一头连发动机曲轴、一头分别连接中间轴和P1电机轴)、一根中间轴、一根差速器轴。相比现款DMi轴数并没有减少,大结构也几乎没变。
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(这是DM5.0发布会上视频截的图,正面是电混箱打开盖的样子,背面是发动机)
再看老款的DMi,是不是感觉DM5.0布局紧凑了不少。
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(老款DMi五个轴的布局)
新款变化在于:第一,布局更紧凑,总体积变小。第二,离合器轴和中间轴上的齿轮看起来缩小了不少,这既节省了空间,同时也意味着P1电机和P3电机可以解锁更高转速。这印证了官方在发布会上说的“电机高转速化“设计。此外官方提到的超薄硅钢片、电机分段磁钢工艺创新等等,没有进一步的数据支撑,就不展开了(反正行业现在最薄是0.25mm,不知道比亚迪能不能做到更薄),另外电子油泵、球柱轴承、定子喷淋+转子甩油的双重冷却也并不是啥最新科技。总之,缺乏非常硬核的技术支撑,比亚迪也没有对EHS的结构做出很大的改变,但结果却做出了很好的效果,实现了工况效率从87.6%提升至92%,功率密度从65kW/L提升至75kW/L。我认为主要是抠细节、局部提升,聚沙成塔的效果。
那另一个节能的关键就是发动机。热效率怎么从43%一口气干到了46.06%,让人很好奇。要知道新蓝鲸动力又是500Bar高压直喷、16:1压缩比、又是1.45行程缸径比、150mJ高能点火,把所有核心技能点都几乎点完了,才干到了1.5L的 43.31%、1.5T的44.28%,把燃烧室都搞瘦了,把压力都搞到500Bar了,都没干过45%。而比亚迪这次在没有改变大的物理结构的前提下,仅靠聚沙成塔的细节改变,就实现了16:1、46.06%,近乎突破了物理极限。只能说工程师们“抠细节”的能力是相当强。
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官方举了几个例子,为了降低发动机启动时,电机拖动发动机启动产生的能耗,比亚迪50名工程师花了一年时间降低了16%。为了提高发动机在高效区的落点占比,100名工程师煞费苦心熬更守夜最终让高效区占比提升了0.7%,热效率随之提升了0.85%。只能说发动机热效再高也高不到哪里去了,只能从细节要效益。
但是必须多说一句,最高热效率这东西看看得了,参考意义有限。国内所谓认证,水分也比较大。包括这次跟比亚迪吵架的吉利,找的那家中汽研华诚认证,业内口碑也就那样。反正这类认证,第一认证结果只对实验室样机负责,第二认证过程数据从来不公开。吉利比亚迪为热效率吵架这事,更多属于公关范畴不属于技术范畴。
第三个节能的关键,就是比亚迪这次引入了一个我认为是比较创新的概念:全温域整车热管理。电池、机舱、座舱三个封闭空间的热管理,统一协调管理。实现高温环境下节能10%,低温能耗最高节约8%。特别是电池,这次升级了第二代直冷技术和第二代脉冲自加热技术,让电池的温控更快更节能(相关能耗降低了34%)。而座舱控制部分,官方称空调可根据室外气温和阳光,自动调节空气循环和温度。通过智能控制,实现了空调制冷每百公里节能0.13L,制热每百公里节能0.07L。另外全温域整车热管理除了节能,另一个好处应该是提升了整车在极热极寒天气下的适应能力。我个人觉得,这是为整车能耗管理,打开了一个全新的思路。值得各家车企借鉴学习。当然,这也跟比亚迪的VCU、MCU、ECU这些软硬件都是自主开发离不开关系,所以想怎么整合就怎么整合。
第四个节能的关键就是电控部分的集成化设计。这体现了比亚迪在半导体领域的优势和积累。DM5.0这次用一颗MCU芯片,集成了整车控制器和两个电机控制器三个系统的控制,将原本三颗芯片集成为一颗。这么做的好处是首先芯片算力提升了46%,其次是整车控制器和电机控制器之间,变成了芯片级信息传递,通讯速度提升了10倍,这意味着响应时间缩短为1/10,能量控制更精准。更精准的结果就是开起来更顺溜,更节能。
第五个节能的关键我认为还有电池的进化。这体现了比亚迪在刀片电池方面的优势。电池能量密度提升到了115kW/kg,放电倍率提升到了16C,大约提升了33%,回馈倍率到了5C,提升了20.3%,有了更强的电流输送能力,除了保证更强的续航能力和动力安全性,也能让油变成电的时间更短,让电驱动覆盖更多的高负载工况,尽可能用电不用油。
所以综合这五个方面,我觉得这次DM5.0大的创新更多体现在软件管理包括芯片,而包括电混箱、电池、发动机等硬件层面都是局部创新,但通过一个个细节优化,累积起来实现了很好的效果。
客观说这次EHS电混系统没有象很多人之前预期的那样,做出大的结构改进,个人还是有点让人失望。但最终WLTC 3.8L的油耗也确实创下了行业新低。这一方面说明当技术做到一定阶段,再想颠覆自己实现革命性飞跃,太难了。不光是技术,成本也是问题。另一方面也说明,比亚迪细节优化的能力确实强,能优化出个3.8L,再次领先行业,证明工程师团队精益求精的能力非常强。其实这也符合行业规律,当技术发展一定阶段,再想进步,就得靠工程师们在每个细节上零点几个百分点的抠,最后聚沙成塔。DM5.0这次的进化,就印证了这一点。
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最后再多说两句,DM5.0出来以后我看网上有些博主都吹上天了。什么15万以下品牌都可以解散了,什么死在DM5.0之前是各家车企的荣耀,云云。我觉得能说出这些话,不是哗众取宠就是脑子不好。目前从我到店里了解的情况,七成下单用户买的都是998版本,油耗也不是大家最关心的,大家更更关心的是价格和性价比。油耗两升还是三升,四升,对消费者的影响也没有那么大。大家更关注的是眼前。这也跟如今经济下行、收入减少的现实有关。所以再好的技术,卖贵了也不行。这就是摆在所有国产品牌乃至所有车企面前的现实。比亚迪赢就赢在进入新能源赛道始终比同行领先了半步,当同行追上来,它就用成本来打。当同行跟进,它就技术再进化。但是DM5.0想再次象4.0那样获得划时代的影响力,大概率是很难的。因为各家在插混赛道上重兵布局,基本都追上来了,技术差距即使有也没有4.0刚出来的时候那么大,而且不定哪天电池技术一突破,就把电混的市场挤没了。所以就我了解比亚迪自己对竞争形势的认识是很清醒的,加上最近特斯拉FSD中国落地,国产品牌压力也都很大,比亚迪今年的目标据说就是增长20%。如果尊重并希望这家中国车企发展的好,某些迪粉可以谦虚一点,为企业塑造一个良好的舆论环境,满招损谦受益嘛。