揭秘比亚迪第三代双模技术核心之BSG电机,48V技术?
近年来,迫于环境压力,政府出台一系列节能减排政策,强推车企完成降油耗任务。为了达到法规要求,各车企均发力新能源汽车与降能耗技术,“车用48V”越来越多车型开始搭载,而比亚迪发展到第三代的插电式混合动力DM 3.0技术也增加了BSG电机,二者是否一样呢?
一般来讲48V系统有两种结构形式,一种是双轴并联轻度混合式(BSG),另一种是单轴并联中度混合式(ISG),目前大部分厂商布局的48V系统均为P0结构的轻度混合系统。48V BSG/ISG电机作为整套系统的核心替代了传统的起动电机和发电机。
高压BSG电机四大功能
比亚迪的BSG电机也属于P0结构,都具备起动模式、原地发电、能量回收、行车助力的功能。但由于比亚迪第三代双模技术所用BSG电机为高电压,其功率大,扭矩大,其所能实现的功能和效果也与48V电机差别较大。
最大区别——增加高压BSG电机,实现串联模式比亚迪DM 3.0技术有了高压BSG电机的加持,就可以实现HEV串联模式。HEV串联模式下,发动机带动BSG电机进行发电,BSG电机发出来的电又可以供驱动电机进行驱动,此外,BSG电机还可以根据行驶工况进行智能发电,可以使整车驱动效率更高,延长纯电续航,有效降低馈电情况的发生。而48V BSG电机功率小发电能力弱,发电功率小,无法满足驱动要求,只有驱动电机和48V电机的时候是无法形成串联模式的。
DM 3.0技术的HEV 串联模式
另外一种就是当前市场上德系很多插电车型采用的P2/P2.5的单电机架构,从基本原理上讲,电机不可能在驱动的时候同时发电,也实现不了串联模式。如果遇到拥堵路况,汽车耗电量较大时,车辆容易馈电,驾驶体验变差。就比如运动员比赛,单电机架构大家可以把它想象为只能一条腿走路,而比亚迪的第三代双模技术增加了高压BSG电机,相当于运动员多了一条腿,两条腿可以同时发力,也可以一个休息,一个干活,自然跑起来更轻松,更舒服。
其次,高压BSG对发动机转速的调节,带来更好的经济性和平顺性
BSG电机可以通过调节发动机转速可以让发动机长期处于高效转速区间,最大程度挖掘发动机潜力,让发动机从介入开始就能跳过低转速的高油耗区间,直接进入到高效区,从而带动经济性的提升。
另一方面,在升降挡过程中BSG电机可以使发动机转速与车速、挡位快速匹配,减少离合器滑磨,使得换挡更平顺、更迅速,乘驾体验更顺滑。这也间接的提升了变速箱的寿命,同时使得其故障率大大降低。在这方面技能来说,DM 3.0技术的高压BSG电机就是48V BSG电机的Pro Plus版。
比亚迪DM 3.0技术加入高压BSG电机
最后,高压BSG代替传统起动机,告别怠速抖动对传统车而言,怠速起步时,由于发动机的调较特征所致,车辆容易发生抖动且油耗较高。有研究数据表明,城市工况下,一般怠速油耗占总消耗的比例可以达到15%到20%。DM3.0技术的高压BSG电机可以从高压动力电池取电,辅助发动机启停,在启动时直接越过低速抖动区,实现发动机快速平稳启停,在降低油耗的同时,给驾驶员带来纯电车辆的驾驶体验。
同时,由于高压BSG电机的加入,整车可以发电的工况区间大大增加,保证了整车的发电能力,减少了馈电状态发生的可能性。这也可以保证,一般在HEV工况下,车辆直接以纯电起步,省油又舒服。原地对外放电时,当车辆动力电池的能量耗尽之后,整车可以通过BSG电机进行原地发电,可以供家庭应急供电和野外游玩用电,想你所想。
VTOL发电
综上所述,48V技术主要目的是降油耗,帮助车企尽量完成车企降油耗目标。而DM 3.0技术的高压BSG电机,是比亚迪双模技术进化的产物,有了高压BSG电机的帮助,动力系统架构的进一步完善,使车辆驾驶体验得到了极大的提升。
比亚迪的“流量秘诀”是什么?详解三电系统——电机篇
文\秦叔宝
前文说到比亚迪的电池技术以一种叛逆者的姿态登上了市场,接下来我们就来了解一下比亚迪的电机,电机就像发动机一样,是车的心脏,那么比亚迪是怎么站着把钱挣了?
电机的发展历程
电动机是将电能转化为机械能的设备,现代电动机是建立在电磁感应定律上的旋转机械。新能源汽车的主要执行机构就是驱动电机,是汽车动力爬坡能力、加速能力以及最高车速等性能的核心零部件之一。
驱动电机按照工作电源可分为直流电机与交流电机。在新能源汽车发展早期,直流电机凭借易于控制、调速性能好、成本低等优势成为主流产品,但同时也有维护不方便、可靠性低、寿命短等一系列缺陷。
随着交流电机的技术取得重大成果后,交流电机逐渐成为新能源汽车领域主要路径技术,尤其是永磁同步电机现已在新能源汽车市场中占据主导地位。路面上跑的十台新能源车有九台都搭载永磁同步电机。
目前,行业内企业主要可分为两大阵营,一类是具备开发生产能力的新能源整车制造厂,如比亚迪、特斯拉,另一类则为专业汽车零部件供应商、专业驱动电机制造商、传统电机生产商等第三方企业,代表企业有方正电机、宁波双林。
比亚迪电机发展现状
新能源汽车驱动电机由转子、定子、线束、壳体、端盖、轴承等构成。现在电动车用的电机分为圆线电机跟扁线电机。二者明显的区别在于定子绕组。
扁线电机是几根粗的矩形导线,先把绕组做成类似发卡一样的形状,穿进电子槽内,再在另外一端把发卡的端部焊接起来。圆线电机定子绕组则用的是多根细的圆线。
扁线电机优点多,扁线电机优点很多。第一是体积小,成本低;第二是扁线占用空间小,电机功率密度也会提升;第三是减低电机噪音;第四个优点是散热性能更好;第五个优点是技术含量高,必须专业设备生产,产品一致性好。
比亚迪拥有成熟的扁线电机技术,可以自研自制,还已经用在量产车上,比如比亚迪汉,海豹等车型。从技术水平来说,比亚迪扁线电机的最高效率达到了97.5%,质量功率密度达到了惊人的5.8kW/kg,升功率密度提升至44.3kW/L,全球领先。
三、比亚迪DM混动技术发展之路
汽车光有一个电机可不能跑,得有一系列配套的技术设施,这就不得不提起比亚迪的DM混动技术。比亚迪DM混动技术颠覆了传统混动“以油为主”的设计,转而“以电为主”,用大功率电机驱动、大容量电池供能、内燃机为辅,让混动车过渡到新能源车,被称之为国产混动的起点。
具体来看DM技术有四个发展阶段,第一代DM混动系统的设计理念主要以节能为技术导向,通过双电机与单速减速器的结构搭配1.0升自吸三缸发动机,实现了纯电、增程、混动(包括直驱)、三种驱动方式。
2013年发布的第二代DM混动系统则注重性能趋向。于是比亚迪三擎四驱的动力总成诞生了,并且成就了比亚迪的“542战略”。并将混动技术从纯省油的传统逻辑中脱离了出来。
2018年,搭载第三代DM混动系统继承了第二代DM混动系统的大部分特点,不过也带来一项比较大的改进。那就是在发动机前段的P0位置加入了BSG电机,另一大升级则是电控系统通过对电机、电控等设备的整合。
2020年6月,比亚迪发布了DM混动系统的双平台战略,即DM-p和DM-i。平台的搭建得益于自主研发的“发动机控制系统”、“电机控制系统”和“电池管理系统”等核心控制系统。其中有两位相辅相成的明星:EHS系统(混动专用变速器)、骁云发动机。
四、驱动电机、EHS系统和骁云发动机三者之间的配合
根据驱动电机的功率,目前EHS系统由三个版本组成:EHS132:发电机峰值功率75kW,驱动电机峰值功率132kW;EHS145:发电机峰值功率75kW,驱动电机峰值功率145kW;EHS160:发电机峰值功率90kW,驱动电机峰值功率160kW。
而将三款EHS系统适配到车型上时,也会采用不同的骁云发动机:EHS132和EHS145采用1.5L骁云发动机;EHS160采用骁云1.5Ti骁云发动机。
小结:
总有人说,比亚迪连个正经燃油车的发动机都造不出来,却闭眼不看三电。每个车企都有所长必所短,只要给它们站起来的的空间,未必以后不能开拓一番天地。如果思想上一直跪着,或许跪久了就站不起来了。
2021年电机榜:比亚迪、特斯拉、方正电机位居前三甲
2021年,新能源汽车配套驱动电机装机量341.5万台,同比增长142.3%。得益于DM-i等多款爆款车型,比亚迪配套电机量达62.2万台,独占鳌头,特斯拉累计电机配套量39.7万台,夺得第二。得益于宏光MINIEV、小鹏P7等车型的热销,方正电机配套电机达23万台,位居榜单第三。
根据第一电动研究院统计,2021年12月新能源汽车配套驱动电机装机数量达570,821台,环比大涨34.4%,同比增长100.3%。
分车辆类型来看,12月新能源乘用车市场共配套电机540,689台,占比94.7%;新能源客车和新能源专用车配套电机量占比分别仅为2.5%和2.8%。
2021年新能源乘用车市场累计配套电机3,288,940台,新能源客车配套电机量4.97万台,新能源专用车配套电机量7.64万台。
分电机类型来看,12月交流异步电机共配套27,898台,环比大涨65.7%。2021年交流异步电机配套169,181台,同比增长360.6%,主要配套车型为特斯拉Model Y、蔚来ES8、Model 3、赛力斯SF5、岚图FREE、蔚来ES6、奔驰EQC、蔚来EC6、奥迪e-tron等车型。
12月他励同步电机共配套3,941台,环比上涨40.7%。2021年他励同步电机共配套22,674台,主要配套车型为宝马X3 EV。
12月永磁同步电机共配套538,982台,环比上涨33.1%。2021年永磁同步电机配套3,233,418台,同比增长135.7%,宏光MINIEV、理想ONE、Model Y、Model 3、比亚迪汉EV为其TOP5配套车型。
电机生产企业,2021年,得益于DM-i等车型爆款车型,比亚迪配套电机量最多达62.2万台。特斯拉电机配套车型是Model Y和Model 3,累计配套量39.7万台,位居第二。得益于宏光MINIEV、小鹏P7等车型的热销,方正电机配套电机达23万台,位居榜单第三。
联合汽车电子配套量16.2万台,主要得益于理想ONE、欧拉好猫销量的热卖。得益于威马EX5、威马W6销量的上涨,汇川技术电机配套量37,166台,位居榜单第18;采埃孚配套量3.6万台,得益于宝马5系和奔驰EQC销量的大涨。
2021年新能源乘用车领域配套328.9万台,同比增长158.3%。排名基本与电机企业配套量TOP10一致。比亚迪、特斯拉、方正电机分列前三。
2021年新能源客车领域配套近5万台,同比减少23%。郑州宇通主要配套车企是宇通客车,配套量达到万台;比亚迪电机配套5,554台,主要配套车企除了比亚迪和广汽比亚迪外,成都客车也配套比亚迪的电机。中车时代电气配套5,372台,主要配套车企有中车时代、浙江中车和中国一汽。
2021年新能源专用车领域配套7.6万台,同比上涨7.3%。汇川技术配套电机7,604台,夺得冠军,主要配套车企是东风、长安、昌河汽车等。北汽福田配套电机量6,502台,配套车企除了北汽福田外,还包括宝龙汽车、长沙普罗科等。
作者:李艳娇
来源:第一电动网(www.d1ev.com)