匠心突破-比亚迪高性能BSG电机深度解析
来源：经济日报-中国经济网
当下插电式混合动力的市场卖的最火的当属比亚迪的DM车型,比亚迪的混合动力汽车兼具了EV和HEV的特点,具有动力强劲、油耗低、平顺性好的特点,因此一直引领着插电式混合动力汽车的发展方向。比亚迪的混合动力汽车之前走的就是性能车的路线,在第二代DM技术上已经有P3+P4双电机用于驱动车辆,兼顾前驱和四驱两种驱动模式,已经具有了强悍的动力性能。
DM3在第二代的基础上又添加了高性能的BSG电机,在保持强悍的性能的基础上,又兼顾了经济性和平顺性。DM3的再进化既可以满足车主在超车或者高速上的对强劲动力的需求,又兼顾日常通勤低油耗的经济性,花费一样的钱,可以满足多种性能需求,这才是比亚迪混动成功畅销的原因。
BSG全名叫Belt-Driven Starter Generator,通过英文名字可以了解到这是一个利用皮带传动兼顾启动和发电的一体机,显然比亚迪BSG电机的应用就是奔着高效率、经济性和平顺性而来的。BSG电机位于发动机前端,根据工程界对于不同位置电机的命名,BSG电机位于P0位置。在第三代DM技术中,比亚迪创新性地在P0位置加入了大功率BSG电机,实现了P0+P3+P4的三擎四驱结构,具有五种驱动模式可以选择。
高效率的“BSG发电机”
DM3系统BSG电机的最大功率为25kw,比一般的BSG电机功率高出60%左右,对于BSG电机来说,功率大不是为了驱动,而是为了获得更高的发电效率,特别是在市区高峰期的低速行驶时,相对于没有加装BSG电机之前的混合动力系统发电效率提高了21%。
在没有BSG电机的混动系统中,前电机就要兼顾驱动和发电两种职能,发电效率与前轮转速直接相关,低速行驶时,前轮转速很低,所以发电效率很低,发动机产生的能量没有被高效利用。
DM3系统由于BSG电机的加入,在低速以及堵车路段,就可以使用类似“串联式混合动力”的驱动形式,离合器断开,发动机不直接参与驱动车辆的行驶,因此发动机的转速可以控制在最经济的转速区间,带动BSG电机给动力电池充电,动力电池给电机供电,使得发动机的效率和BSG电机的发电效率最大化,达到节能的效果。
“BSG调速机”极大的改善了平顺性
BSG电机位于发动机的前端,通过皮带传动的方式与发动机相连,皮带的柔性连接传递动力过程中不会产生机械震动。BSG电机还可以调控发动机的转速,从而使得车辆在启停、怠速、换挡、加速等方面平顺性得到极大的改善。
在启动的过程中,BSG电机可以迅速的拉升发动机的转速,是其越过低速抖动区间再点火,明显改善了发动机的启动平顺性。在升档降档过程中,BSG电机可以通过皮带传动把发动机的转速拉升或者降低到与档位相匹配的转速,通过BSG电机控制发动机的转速,改善换挡的平顺性。
简洁的“BSG启动电机”系统
DM3系统的BSG电机具有启动电机的功能,但是又不同一般的低压启动电机需要额外的启动电池来供电。DM3系统中的BSG电机的工作电压是360V-518V,可以直接使用动力电池进行供电,不需要额外的启动电池以及与之相配套的充电设备与线路。整个系统的布置更加的简洁,效率也会更高。
追求完美的比亚迪DM系统
由于大功率BSG电机的加入,比亚迪DM系统不再一味的追求高功率、高性能,而是在保持性能的同时更加注重于经济性和平顺性,更加细腻的捕捉到消费者的感受,所以DM3系列车型销量得到了进一步的提升。
全新一代唐DM的百公里加速达到了惊人的4.3s,纯电续航里程100km,可以满足日常通勤,工信部综合油耗1.6升/100km,平顺性和整车NVH都有了较大的提升。这超高的颜值、强劲的动力性能、较低的油耗、静谧的车内环境真让人忍不住想要把它带回家。
追求完美的比亚迪DM系统并不会止步于此,在追求更进一步经济性的道路上已经取得了较大的进展,从上海车展上比亚迪展台的阿特金森发动机可以看出,比亚迪的第四代DM技术会在经济性的道路上更上一层楼,探索永无止境。
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。
