超级混动DM-i冬季发动机抖动的分析与对策(视频脚本)
说明:鉴于原视频时长10分钟,可能有些朋友会快进,错过一些片段,在此发出此视频脚本,约2500字。
Hi,大家好。
最近天气冷了,有一些朋友向我反馈超级混动发动机抖动的问题。首先说明,我的车目前没有任何问题,可能是我运气好。但抖动这个问题是真实存在的,希望不要有评论认为这是在黑比亚迪,如有类似评论,我会一律拉黑。
问题描述接下来,我要说明的是,抖动并非只是超级混动才有,网上可以搜到,老的DM车型也有类似问题,并且,抖动并非只在冬天发生,夏天的时候,有一个叫大亮的网友发过视频,他是秦PLUS DM-i短续航版,他的车在亏电时发动机启动时抖动,可以看这个视频。这位大亮车友最后退车了。
最近,一位北京的车友向我投稿,他的秦也出现了抖动,当时的气温是零上4度,行驶中亏电启机充电,车辆发生抖动,并发出哒哒哒的异响。就是这个视频。
另外一位开封的车友也投稿,他的宋在低温及亏电情况下,发动机启动也发生了抖动,并且仪表盘有报警提示,是这个视频。
还有大连的车友,发来了当地群里的一个视频,也是哒哒哒的异响抖动。
除了视频投稿外,还有文字评论和私信这些反馈。例如,这位守望一生的朋友,他那里海拔920米,电量27%,在这个海拔这算是亏电,当时是零上2度,发动机介入后,车辆抖动很厉害,并且仪表盘显示发动机故障。他的售后说:极个别车会出现此问题,可以去做发动机程序升级。
一位大同的车友,也反馈了抖动的问题,并且他多次观察到抖动,并总结了一些规律:上坡,开暖风,时速70+,能耗35kW。我单独问过这位车友,他的车在户外停放,夜里气温最低接近零下十几度、20度。
除了山西,山东一位车友,齐鲁高速蜗牛,坐标济南,零上5度,亏电加速时也是车辆抖动。北京的车友留言评论,抖过。辛寨子,这应该是大连的车友,在0度亏电情况下感到了抖动。
抖动与热车很多人把冬季的发动机抖动归结于冷车启动,说润滑不够,但我对这个说法打了一个问号。因为我开过燃油车,在我的经验里,零度左右的温度不太低,燃油车启动可以说毫无压力。
有这么一位车友的评论很详细地描述了他的情况,这也应该是大连的车友,我发现大连的车友还是挺多的。可乐加冰,提到:不是发动机第一次介入时抖,而是发动机工作了一段时间后再次介入会抖。
我认为,此时发动机温度肯定已经不低了,二三十度总有了吧。所以,我问他,这是否意味着抖动与热不热车关系不大?
他的答复是:有点关系,在暖机但没热透的的情况下容易抖。他的这个答复没有说服我,因为从逻辑上掰扯一下,暖机但没热透和天气暖和时的冷机状态应该没什么差别。
可乐加冰这位车友的评论还有一个细节值得注意,就是在市区跑一阵再上快速路就没事。在市区跑,速度比较低,超级混动一般是用电,用电,意味着电池包有工作电流,那么,电池包的温度会升高。电池的特性就是低温活性下降,所以升温意味着电池包的活性会恢复一些。这个点我后面再详细展开。
分析接下来,我想对这个抖动问题进行一些分析,先声明一下,我不是什么专家,我只是愿意做些独立思考,为大家提供一个新角度来看待这个问题。如果您觉得我说的有点道理,就顺手点个赞,如果您觉得我没道理,就当我是一本正经地胡说八道,也可以在评论区摆出你的观点,大家共同讨论。
看完实物,再看一下比亚迪官方发布会上的系统架构图。发动机在这里,车轮在这里,G是发电机,MG是电动机。发电机与下齿轮连接应该就是这个点,离合器在这里。这个图中没有画出的部分我手画了一下,就是电池包和双电控,上面这个逆变器控制发电机,下面这个逆变器控制电动机。
我把主要部件的功率也标注一下,方便后面的分析。以EHS145为例,发动机的净功率是78kW,电动机的峰值功率145kW,发电机的功率额定65kW,最大90kW,电池包的功率我在《九脚地板油》那个视频中测过,峰值输出110kW。8度电的短续航版电池包功率会小一些,具体值我目前不掌握,我算过,大概是95kW。
纯电行使的时候,能量流是从电池包到电动机。串联混动时,发动机通过发电机发电,与电池包一同给电动机供电。这里有个点必须强调一下,发动机启动的瞬间,要消耗电池包的能量。请大家先看一下超级混动总设计师的解释。
按照杨冬生的说法,这个发电机是大型启动电机,启动瞬间要消耗多少功率,我不知道准确数值,但可以从已知信息推测一下。大家都知道DM3.0最大的一个改动是把原来的几个kW的bsg电机改为了25kW的BSG电机,改完后,据说系统平顺性得到了很大提高。那么,我从这里推测,发动机要想平顺启动并切换到串联或并联工况,需要至少25kW以上的功率,我拍脑袋蒙一个,例如30kW。
再看一下发动机的特性曲线,超级混动的发动机是线工况,基本沿这根折线工作,开始是1400转,我在原地发电那条视频中也拍过,在80牛米这个位置,曲线折向高效区间。我观察过,80公里并联直驱大概是1900转左右。
当然,你需求的功率越大,发动机介入时转速会越高,那么,发动机启动瞬间的要消耗的电能也越大。
回到系统框图,假设这种场景,你现在在上坡,电机消耗了35kW,热风开着,消耗3kW,如果此时发动机启动还需要30kW,那么总计电池包要提供68kW的功率。春夏秋季节问题不大,我之前也测过,哪怕25%SOC的电量,电池包也能输出100kW以上的功率。但冬季低温,尤其车已经冻透的情况下,25%SOC的电量是否能输出68kW的功率,我就要打个问号了,短续航版的电池包可能面临的考验更严峻一些。如果电池功率不够,那么发动机启动就可能不太顺利,控制上如果有点BUG,也许会憋灭一缸,导致抖动。
出现抖动问题的车友,可以用强制EV地板油的方式试试你的车电池包在低温情况下峰值功率有多少。我有条件的时候也会测一下。
对策与建议那怎么办呢?
好消息是,官方推出了升级程序,出现抖动问题的朋友可以尽快去4S店升级。有几个车友反馈,升级后,问题解决,不抖了。官方服务人员也正式答复过这个问题,说开放升级了。
我个人的建议,在温度较低环境下用车,尤其是没车库,充电条件也不好的车主,把SOC设高些,例如50%,强制保电,这样哪怕电池冻透了,功率也别下降太多,另外,冷车开起来后,别太猛,温柔的开一会儿让电池升升温,之后再搞急加速这些操作。
今天讲这些不是说DM-i有很多问题,而是想向大家说明DM-i是一个非常优秀的技术。引用一位车友的话“DM-i现在走进了无人区”,我们大家一起发现问题、解决问题,让这项技术更完美。
最后,祝大家用车顺利!
再分析:超级混动DM-i冬季抖动,全网首探脉冲自加热(视频脚本)
说明:原视频信息量较大,语速较快,为提高观众和读者的效率,发出此视频脚本,约2300字。镇楼照片本UP亲自出镜,展示一下冬季抖动的四驱发动机:)
新疆阿勒泰地区
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嗨,大家好。
上一期分析抖动的视频比较火,视频后续的评论有很多新的反馈和线索,我也有新的发现,所以再出个续集,给大家提供更进一步的深度和角度。
上期视频还是有些朋友没抓住我的主要观点。不少人提到燃油标号,提到爆震,提到压缩比。坦率地讲,我自己不懂这些东西,也没必要不懂装懂,但我也没看出来谁讲清楚了这些点与气温的逻辑关系。说天冷润滑不行的我给你们讲一个新情况,零上10度也有抖动的案例。
我的主要观点和角度不是从发动机这块寻找原因,而是从电这个方向寻找原因和解决办法。(背景视频:大亮案例,厂家检测的重点在机舱发动机,而不是检测电池。)
电池特性分析上集视频中,我提到低温低电量下电池包峰值功率下降。今天来尝试定量分析一下。
我在网络上找到了一个磷酸铁锂电池性能曲线图。这张图呈现了不同电量及温度条件下电池放电内阻的变化趋势。横轴是电量,也就是SOC水平;纵轴是内阻。
最上面的那根线是零上10度条件下的变化趋势。可以看出来,零上10度的曲线与25度及40度的曲线明显偏离了。
我画了3根辅助线,看一下30%电量这个点。在25度条件下,内阻约为0.02Ω;在10度条件下,内阻约为0.035欧姆。
最大放电功率可以简单理解为与内阻成线性反比关系,所以可以计算出,零上10度的电池峰值功率与零上25度相比,下降了约40%。这个数第一开始我也挺意外,不算不知道,一算吓一跳。
以长续航版电池包为例,夏天时我测出25%电量峰值功率约100kW。那么,10度的条件下,电池峰值功率是60kW。短续航版电池包夏天如果有90kW峰值功率,那么在10度条件下,峰值功率下降到54kW。
我上集视频中拍脑袋假设的场景需要68kW。这么看,启动发动机时确实电池包的功率不够用。
当然,我没有比亚迪这个电池的准确参数,上面的计算是一个例子,主要是想讲清楚逻辑。
还需要说明的是,10度是指电池的温度,不是环境温度。比如你车在户外停着,户外是零上10度,早晨刚动车时,电池是10度,但开了一会儿后,电池的温度就会升高,那么功率就能恢复过来。
一位北方的纯电动车主分享了他的经验。他的秦EV电池包早晨的功率下降了一半,但开一会儿后就能恢复。
武汉车友案例
上集视频发出后,一位武汉车友给我发私信,提供了非常重要的反馈,我要向这位车友再次表达敬意和谢意。他说他的车也抖,当时武汉是零上10度左右。他去4S店进行了升级,并且他发现升级程序的名称是“DC/DC升压程序”,他问我升压与解决发动机抖动有什么关系。
其实我看到这个私信的第一反应是懵的,因为我当时认为应该升级发动机的控制程序。
但是,还好我没放弃这个线索,我努力思考了两天,终于找到了一些眉目,我在逻辑上把这个线索串起来了。这个眉目就是脉冲自加热。
脉冲自加热专利分析先看一下发布会上对脉冲自加热技术的介绍。(视频)
我查到了比亚迪关于脉冲自加热的专利,下图是总体说明。传统电池加热方法是用PTC电阻当热源,通过液体从外到内把电池包焐热。而比亚迪超级混动使用了脉冲自加热,把电池包平分为两组,这两组电池左右互搏,互相充放电,由内而外自己加热自己。
两组电池之间有一个DC-DC变换器,是用功率半导体开关和电感电容元件搭出的升压电路。至于为什么要升压,很简单,因为两组电池电压相同,其中一组要给另外一组充电,则必须把电压升高一点才能充进去。
控制时序及能量流图是这样的,我就不详细解释了:
至此,武汉车友反馈的DC-DC升压与解决发动机抖动的逻辑关系我基本就串起来了。
升级的内容分析B站一位网友的评论质量很高,提出升级应该是补全了发动机ECU的标定。
但现在看起来,比亚迪不是这么操作的。再看看说明书中关于自加热的描述。这里面提到,外界温度较低时,加热系统将启动,但这个“较低温度”是多低,我不知道。
我看到了另外一条评论,讲得好像有些道理。
超级混动上市前,肯定经过了冬季低温标定。网上的宣传片特别展示了零下三十多度的测试场景。但有没有这种可能,厂家只考虑了最恶劣的情况,例如零下10度标定为加热系统启动的门槛值;但没有考虑次恶劣的情况,例如零上5度的场景?好比很多人认为冬季测试在牙克石搞定就行了,但没成想在武汉和上海这些长江沿线出现了新问题。(字幕闪过:只要车子不再抖,不辞长作岭南人)
那么,厂家的这次升级,我估计很可能是把DC-DC的自加热控制程序进行了重新标定,例如电池温度零上10度时就开始加热电池。关于电池自加热的更多细节,我后续可能还会出一期视频或文章,这次不再展开。
SOC自动调整解决冬季抖动问题,调高SOC平衡点设置也是比亚迪官方的手段。不仅仅海拔升高,温度降低后SOC平衡点也会自动调整。
一位大兴安岭的车友评论反馈,秦PD短续航版,在零下20度环境SOC最低值为45%,车辆未出现抖动。希望这个案例能给买短续航版的车友们更多信心。这个随温度变化SOC平衡点的具体调节标准我不太清楚。但我现在知道的是零上10度时,SOC不会自动调节平衡点。那么,长江沿线的车主怎么办呢?好办,第一自己手动调高SOC用强制保电,第二去4S店升级,把电池自加热门槛温度调高。
自然界从不飞跃伟大的哲学家、数学家、微积分奠基人之一莱布尼兹在《人类理智新论》中深刻指出:自然界从不飞跃。
例如,气温不会一下从零上25度变为零下25度,这其中是有过程的,要经历零上10度,零上5度,0度等等.....
我对超级混动这辆车的认识也不是一步到位的,原来我说过自己不太关心SOC设置,就是瞎开,但现在我觉得冬季可能要关注一下SOC和保电方式的设置。
一个产品和技术更是如此,从不完美到完美,也是一个演进的过程。
欢迎大家继续给我更多的反馈和线索,我们一起来深入探索超级混动这个新技术。
最后,祝大家用车顺利!