EHS的傳承與創(chuàng)新

2021年開始研發(fā)，2021年正式上市的混合動(dòng)力汽車比亞迪F3DM（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策），是中國(guó)品牌第一款量產(chǎn)的插電式混合動(dòng)力汽車。這一里程碑式的車型奠定了比亞迪作為中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)先鋒和領(lǐng)導(dǎo)者的地位?，F(xiàn)在是2021年，F(xiàn)3DM上市已經(jīng)13年了。這13年間，比亞迪在新能源汽車技術(shù)上不斷攻堅(jiān)克難，筑起一個(gè)又一個(gè)技術(shù)壁壘，將中國(guó)新能源汽車推向世界領(lǐng)先地位。今年年初，比亞迪正式發(fā)布了最新的DM-i混動(dòng)系統(tǒng)。雖然DM-i上的EHS機(jī)電耦合單元比13年前F3DM上的DM1.0系統(tǒng)復(fù)雜得多，但在動(dòng)力耦合方面與DM1.0是一脈相承的。EHS電混系統(tǒng)的奧秘是什么？今天讓我向你透露一下。

●配備DM-i混合動(dòng)力系統(tǒng)的車型

比亞迪的DM-i系統(tǒng)目前搭載在秦PLUS、宋PLUS（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策） DM-i和唐DM-i車型上。EHS機(jī)電耦合單元根據(jù)電機(jī)的輸出功率分為三種型號(hào)，即EHS132、EHS145和EHS160。目前EHS132將匹配1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)，EHS160將匹配1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)，中級(jí)車型EHS145將匹配1.5L和1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)。具體參數(shù)見下表。

從參數(shù)來(lái)看，EHS機(jī)電耦合單元的電機(jī)最大功率和扭矩參數(shù)已經(jīng)超過(guò)了很多主流的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)。

●EHS機(jī)電耦合單元具有繼承性和創(chuàng)新性。

比亞迪的混動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)歷了DM1.0、DM2.0、DM3.0三代，其中DM1.0的代表車型是2021年的F3DM，DM2.0的代表車型是2021年的秦DM，DM3.0的代表車型有很多，包括宋Pro（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策） DM和唐DM。

DM-i上的EHS機(jī)電耦合單元在結(jié)構(gòu)上與DM2.0、DM3.0多速雙離合變速箱混動(dòng)系統(tǒng)不同，但在設(shè)計(jì)思路上與DM1.0非常相似。

DM-i和DM1.0的機(jī)電耦合單元屬于P1+P3串并聯(lián)方案。在系統(tǒng)中，離合器分離時(shí)屬于發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電+電機(jī)驅(qū)動(dòng)的串聯(lián)形式，離合器接合時(shí)屬于發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)同時(shí)直接驅(qū)動(dòng)車輪的并聯(lián)形式。有關(guān)混合動(dòng)力中電機(jī)位置P0/P1/P2/P3/P4的詳細(xì)介紹，請(qǐng)參考本文。

●比亞迪DM-i和本田i-MMD機(jī)電耦合單元的設(shè)計(jì)思路一致。

比亞迪-I和本田i-MMD的機(jī)電耦合單元設(shè)計(jì)思路相同，都屬于串并聯(lián)結(jié)構(gòu)。兩者最大的區(qū)別在于電機(jī)和發(fā)電機(jī)的布置。比亞迪EHS采用電機(jī)和發(fā)電機(jī)離軸布置，而本田最新的第三代i-MMD采用電機(jī)和發(fā)電機(jī)同軸布置。

相比之下，比亞迪EHS這種電機(jī)離軸布置的方式，更有利于制造出更強(qiáng)大的機(jī)電耦合單元。如果本田i-MMD系統(tǒng)想要增加電機(jī)功率，很可能會(huì)受到其同軸布置的限制。目前在售的雅閣（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）混動(dòng)車型i-MMD系統(tǒng)中電機(jī)最大功率為135kW，與比亞迪DM-i電機(jī)最大功率160kW明顯不同。

電動(dòng)機(jī)擔(dān)綱主角，發(fā)動(dòng)機(jī)退居二線

●電機(jī)起主導(dǎo)作用，發(fā)動(dòng)機(jī)退居二線。

WLTC發(fā)現(xiàn)，在前三種工況下，混合動(dòng)力汽車純電行駛的比例遠(yuǎn)高于發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的比例。但是，只有在動(dòng)力損失的高速工況下，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的高效率，用它直接驅(qū)動(dòng)效率更高。鑒于此，比亞迪DM-i系統(tǒng)的設(shè)計(jì)邏輯遵循電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的原則。

由于發(fā)動(dòng)機(jī)的主要功能已經(jīng)從過(guò)去在所有工況下驅(qū)動(dòng)車輛轉(zhuǎn)變?yōu)樵谔囟ür下驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或在車輛高速巡航時(shí)直接驅(qū)動(dòng)車輛，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)中做減法是可能的，也是必要的。).云插混引擎到底是怎么做減法的？可以參考我的文章，這里就不展開了。

EHS機(jī)電耦合單元性能全面提升。

DM1.0 DM-i混合動(dòng)力系統(tǒng)的電機(jī)和電控分開布置，DM-I混合動(dòng)力系統(tǒng)的電機(jī)、電控和傳動(dòng)系統(tǒng)高度集成，達(dá)到了體積縮小、重量減輕的效果。EHS機(jī)電耦合單元總成重量136kg，最大轉(zhuǎn)速達(dá)到16000rpm，峰值功率達(dá)到160 kW，功率密度達(dá)到44.3 kW/L；與DM1.0相比，重量減輕40kg，最高轉(zhuǎn)速提升10000rpm，峰值功率提升110 kW，功率密度提升36.7 kW/L。

此外，值得一提的是，由于電機(jī)是DM-i系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿υ?，因此搭載該混合動(dòng)力系統(tǒng)的車輛可以實(shí)現(xiàn)10ms的動(dòng)力響應(yīng)，最大程度消除動(dòng)力響應(yīng)延遲，提升用戶的駕駛體驗(yàn)。

如前所述，DM-i的機(jī)電耦合單元功率密度比DM1.0高幾倍，功率密度更高，電機(jī)工作時(shí)發(fā)熱更多。EHS的電機(jī)采用油冷技術(shù)，進(jìn)一步提高散熱效率，使電機(jī)在任何工況下都能在合適的溫度下工作。

●不用擔(dān)心芯片短缺！采用比亞迪自主研發(fā)的IGBT芯片。

電子控制系統(tǒng)方面，DM-i電子控制系統(tǒng)體積為12L，不到DM1.0電子控制系統(tǒng)的一半。在體積縮小的同時(shí)，電控系統(tǒng)的最大功率也大幅提升，使得搭載DM-i系統(tǒng)的車型可以使用更強(qiáng)大的電機(jī)，制動(dòng)能量回收功率也大幅提升。

比亞迪是中國(guó)唯一一家能夠自主生產(chǎn)IGBT絕緣柵雙極晶體管的汽車制造商。DM-i的電控系統(tǒng)采用了比亞迪最新的IGBT 4.0芯片。與DM1.0采用的進(jìn)口IGBT芯片相比，DM-i上的比亞迪IGBT 4.0芯片體積更小，重量更輕，使用壽命更長(zhǎng)，能量轉(zhuǎn)換損耗更小。這是提高DM-i系統(tǒng)效率的重要因素之一。

●全文總結(jié):

DM-i系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是以電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔。因此，在DM-i系統(tǒng)中，EHS機(jī)電耦合單元是主角，發(fā)動(dòng)機(jī)只是配角。比亞迪EHS機(jī)電耦合單元是典型的串并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)思路上繼承了自身DM1.0，與本田最新的i-MMD混合動(dòng)力系統(tǒng)有很多相似之處。兩軸不同的電機(jī)設(shè)計(jì)是EHS系統(tǒng)的一大特色，有利于減小EHS機(jī)電耦合單元的側(cè)向空空間，使其能與排量較大的發(fā)動(dòng)機(jī)匹配，進(jìn)一步提高發(fā)電量。EHS上的電動(dòng)機(jī)是驅(qū)動(dòng)車輛的主要力量。其高效、快速響應(yīng)、高功率密度的特點(diǎn)，給車輛帶來(lái)了快速的加速體驗(yàn)和出色的功耗表現(xiàn)。機(jī)械結(jié)構(gòu)上減法后的發(fā)動(dòng)機(jī)，可以專注于提高其低油耗區(qū)域的熱效率，最終降低車輛的油耗水平。