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宋楠:450公里测动力电池水冷散热宋DM


Tags:试乘试驾    发布时间:2017-05-23 10:44

作为一名从2012年开始撰写新能源技术军用化的评测编辑,笔者坚持认为比亚迪宋DM插电式4轮驱动油电混合动力汽车,在整体性能、舒适性、可靠性、通过性以及销售价格层面做到了难得的均衡。

2017年5月的早些时候,笔者与同事前往深圳,对比亚迪宋DM进行了一场450公里的长途测试,本文将围绕这次长途试驾的感受,对比亚迪宋DM的技术亮点、1.5Ti汽油机、6前速干式双离合变速器、2台驱动电机、水冷散热(保温)三元锂电池、以及为宋DM搭载1.5Ti+6前速干式双离合变速器动力总成而重新匹配的全时电四驱系统,进行深度技术解读。

备注:为了区分唐80、唐100匹配(2.0Ti发动机+6前速湿式双离合变速器)全时电四驱系统。本文中使用“重新匹配的全时电四驱系统”特指。

1、比亚迪宋DM的技术亮点:

一如既往的对比亚迪宋DM的外观、内饰、配置什么的不会浪费任何文字去叙述。在2017年上海车展期间,已经太多所谓的“解读”、“深度”类稿件对这款车进行了介绍。本文将重点对比亚迪宋DM那些不曾被认知的技术亮点分析和研判。

早在2015年燃油版宋上市之前,笔者就将其用作工作车前往浙江报道CRC赛事。“跨代”式的内饰做工,在宋DM上再次精进了一步。

比亚迪宋DM的座椅坐垫支撑性似乎得到了优化;位于门内饰板“镶嵌”的电动座椅调节开关细节有所提升。

宋DM的组合仪表左侧为电机输出(回收)功率表(单位千瓦)、右侧为车速表、中央多功能显示屏可以为驾驶员提供动力电池电量、燃油箱剩余油量、发动机转速、挡位状态、电驱动续航里程、综合续航里程、里程信息、行驶模式、驱动状态、以及宋DM1.5Ti汽油机+前后2台驱动电机+1台水冷散热(保温)动力电池的实时能量流。

上图为笔者驾驶比亚迪宋DM在EV模式下行驶时能量流状态:水冷散热(保温)动力电池为前后驱动电机提供电量。

综合以往比亚迪电驱动、混动技术以及整车应用的索片信息看,宋DM匹配的是“重新匹配的全时电四驱系统”。虽然仍然具备山路、雪地、沙地、涉水,与唐80、唐100一样的预设模式,但是宋DM的1.5Ti汽油机+6前速干式双离合变速器的变化,让宋DM的驱动效能变得更均衡。

比亚迪宋DM的系统设置中,出现了充电口防盗设置、能量回馈强度设置、转向助力模式设置和SOC目标点设置。

尤其是SOC目标点置,有助于驾驶员在不同路况下,更合理的分配电量和燃油消耗比例。充电口防盗设置,则是在公用充电桩充电时,对那些“小人”随意插拔别人充电车辆做法的保护。

能量回馈强度设置,对于宋DM类插电式油电混动汽车而言,并不像电动汽车那样需求强烈。毕竟宋DM的电量可以通过怠速发电、行车充电等模式获得补充。

宋DM的换挡面板布局方式,已经形成了比亚迪式风格。

电子换挡杆如果能集成手动换挡模式,将提升复杂路况的通过性及驾驶乐趣;陡坡缓降功能似乎更多的还是依赖ABS制动系统,而没有引入发动机阻力、驱动电机能量回馈系统的“作用力”;4组全地形预设系统,构成了比亚迪宋DM“重新匹配的全时电四驱系统”的核心。EV、HEV、ECO、SPORT模式,不同组合带来不同驾驶感受。

话说,要想驾驭比亚迪宋DM真的挺简单的,想怎么开怎么开,没电充电、没油加油即可。如果要想将宋DM的性能发挥至极致,还是需要驾驶员拥有非常深度的理解和驾驶能力。

而笔者所指的驾驶能力,是对实时路况、电池电量、加速和制动动作的幅度以及对整车状态的理解,在基础上清楚什么路况、什么速度区间,用什么样的模式进行操作。

宋DM的后地板并未因容纳了后驱动电机而边的不规整,反而通过增加一层储物格提升了储物效率和后地板的平整度,。

比亚迪宋DM长宽高4565x1870x1700mm,轴距2660mm。

笔者目测,比亚迪宋DM的后部空间可以轻松容纳,30套“号手牌1:16美军155mm M198型榴弹炮模型”。

比亚迪宋DM动力舱与宋EV300一样,被4套防尘罩遮蔽。

前部进气道为了降低风噪(通过前机盖与前进气格栅之间产生的随车速变化而变化的噪音)提升进气效率,增加了一组隔绝胶条。

有惊喜的是,比亚迪宋DM的4组防尘罩背面,全部铺设了防火隔音套件。

上图为拆除全部防尘罩后比亚迪宋DM动力舱细节特写。

比亚迪宋DM的动力总成,由1.5Ti汽油机、6前速干式双离合变速器、1台前置驱动电机、1台后置驱动电机、1套水冷散热(保温)三元锂动力电池构成。

红色箭头:发动机散热系统补水壶

黄色箭头:动力电池水冷散热(保温)系统补水壶

绿色箭头:新状态的前置驱动电机控制单元

笔者目测,比亚迪宋DM的全部动力舱不仅增加了对动力电池的散热系统,还在包括线束、多路水道连接接头、控制模块等细节上,做出了重大变化。这些提升,都旨在为整车性能的“平衡”提供支持。

比亚迪宋DM搭载的1.5Ti发动机最大功率113千瓦、最大输出扭矩240牛米;搭载的前置驱动电机最大输出功率110千瓦、最大输出扭矩250牛米;搭载的后置驱动电机最大输出功率110千瓦、最大输出扭矩250牛米。

综合来看,比亚迪宋DM总功率输出333千瓦、扭矩740牛米。其动力表现已经超过装备V型8缸4.6升排量丰田全尺寸皮卡坦途的动力表现(最大输出功率231千瓦,最大扭矩443牛米)。

比亚迪宋DM动力舱内布置的发动机散热系统(含补水壶),与燃油版宋、宋EV300车型一样。针对发动机、前后置驱动电机的散热系统,需要更高的散热效率,因此循环压力设定为150kPa。

新增加的动力电池的水冷散热(保温)系统,压力需求30kPa。

上图为比亚迪宋EV动力舱驾驶员一侧分系统细节特写。

绿色箭头:与6前速干式双离合变速器整合的前置驱动电机(最大输出功率110千瓦)

红色箭头:改进的前置驱动电机控制系统(其上设定了发动机控制系统)

黄色箭头:动力电池散热系统补水壶

粗略一算,比亚迪宋DM动力系统有散热需求的部件越有6组,发动机、涡轮增压器、前置驱动电机、后置驱动电机、驱动电机控制模块和动力电池,庞大且复杂的散热管路(出水管、进水管)需要合理的设定,尤其是几组散热管路汇总的“四通”组件,需要更加可靠的材质与工艺制造,甚至管路链接都需要考虑震动、碰撞、颠簸等工况下的可靠性。

上图为比亚迪宋DM的前后悬架细节特写。

红色箭头:为了避开排气管前部软连接,塑料护板一分为二

黄色箭头:铝合金材质动力电池组件

白色箭头:动力电池(保温)水管(进、出各一只)

宋DM的前悬架与燃油版宋毫无差异,加强的框型副车架+麦弗逊式前独立悬架。

红色箭头:下摆臂总成通过3条螺栓固定球头结构。虽然结构简陋,工艺简单,但可以保证强度与安全性,最大化的避免出现福特“断轴”故障出现。

备注:再次强调福特“断轴”的外行说法,实则下摆臂球头销断裂导致。

令人惊喜的是,比亚迪宋DM采用具备水冷散热(保温)功能,装载17度电(或16断电)的镍钴锰材质三元锂电池。

黄色箭头:出水管(经过动力电池热循环后回到发动机舱内散热管路)

红色箭头:进水管

红色箭头;从动力舱内动力电池散热系统引出的进水管

黄色箭头:动力电池至动力舱散热系统的出水管

绿色箭头;后置驱动电机的散热系统进水管

蓝色箭头:后驱电机散热系统的出水管

由上图可见,动力电池组件主动散热(保温)系统进出水管,由快拆接头、橡胶软管、铝合金硬管以及带保护层的橡胶软管构成。在之前的唐80、唐100上,配置了前后置驱动电机散热循环系统。为的是驱动电机载满负荷功率下,持续处于充沛动力输出状态。经过3年中国汽车拉力锦标赛苛刻赛事考验,秦系列CRC赛车的散热循环系统的硬件设定几经修改。至宋DM,前后置驱动电机和动力电池主动散热(保温)系统管路接口,无论布局合理性,还是连接可靠性,都处于最佳状态。

毫无疑问,宋DM是比亚迪制造的第二款搭载主动水冷散热(保温)系统的新能源汽车。第一款具备水冷散热的新能源汽车为比亚迪杭州基地制造,出口以色列的K9U电动大巴。早在2015年,比亚迪就考虑在e5和秦EV电动汽车上,搭载主动水冷散热(保温)系统。

上图为动力舱内散热系统至后置驱动电机的散热管路(铝合金硬管)布局特写(红色箭头)。

位于比亚迪宋DM动力电池副驾驶员一侧布置了排气管(含后置三元催化器)。

上图为比亚迪宋DM排气管布局特写(红色箭头)。为了避开动力电池、后置驱动电机所占据的空间,宋DM的排气管的设定与燃油版宋不相同。

上图为比亚迪宋DM后置驱动电机细节特写。

黄色箭头:驱动电机减速器引出的2组传动半轴

红色箭头:“前1后2”形式布置的3组后置驱动电机与后副车架“软连接”的橡胶悬置总成

笔者注意到,比亚迪宋DM的后置驱动电机橡胶悬置总成的材质和细节发生了巨大变化。如上图所示,其中1只橡胶悬置总成,1端固定在后副车架、1端与在后置驱动电机通过橡胶材质进行连接和缓冲。

宋DM后置驱动电机匹配的橡胶悬置总成的两端,又增加了2只橡胶防尘盖。为的是在恶劣使用环境下,在急加速(或减速)时,防止胶套大动态变形(缓冲)被掺杂的异物损坏。

宋DM的与唐80、唐100一样,使用了镁铝合金材质的独立后悬架系统。

黄色箭头:镁铝合金材质的拖曳臂

红色箭头:镁铝合金材质的下摆臂

蓝色箭头:后下推力杆

绿色箭头:后稳定杆技术拉杆

宋DM的后悬架结构和各拉杆,几乎就是将唐80、唐100的后悬架移植而来。

上图为宋DM的镁铝合金拖曳臂的零件表示:S6DM-2914020。这足以说明宋DM的后悬架与唐系列存在的“血缘关系”。

二、宋楠与比亚迪宋DM的450公里的长测:

笔者坚持认为,几公里、十几公里甚至几十公里的测试,是不能够感受到一款车型的精髓。

在此之前,笔者对比亚迪秦、唐系列车型的测试距离,在2000-5000公里。

对于比亚迪宋DM的长测,笔者选定从深圳坪山比亚迪基地出发,至中山小号手模型厂,并折返回坪山,全程360公里,实行行驶450公里。

此次,450公里的长途测试,笔者驾驶的是比亚迪工程院提供的宋DM顶配车型。出发前,动力电池接近满电,电驱动续航里程74公里(满电续航里程80公里)。

黄色箭头;显示水冷散热(保温)三元锂动力电池电量

红色箭头:显示燃油箱剩余油量

出发前,笔者将这台行驶总里程不超过200公里的宋DM里程(一)表清零。

从深圳坪山-中山,直线距离不超过100公里,却要环绕深圳湾行驶,单程190公里。途径30公里的城市道路(限速60公里/侠士)、50公里的城市快速路(限速80-100公里/小时)、110公里的高速公路(限速100、110、120公里/小时)。

在30公里的城市道路行驶,笔者将宋DM的动力电池SOC目标设置为51%,并使用电驱动行驶。

作为评测类测试,笔者不会单纯为获得1个“漂亮”的续航里程结果,而刻意降低车速、关闭空调以及其他用电单元。

在比亚迪基地前的比亚迪路,进行多次动态拍摄。作为目标车的宋DM,车速保持50公里/小时匀速行驶。

为了抓拍偶尔经过的宋EV测试车,多次全“油门”急加速驾驶。

基本上在拍摄动态时已经消耗了相当电量。

完成了动态拍摄后,以60公里/小时车速,行驶30公里,前往“北环大道(都市快速路)”。

EV+ECO模式下,宋DM的从0车速起步,加速随“油门”踏板行变化而现行调整。基本上只要轻点“油门”踏板即可瞬时加速到60公里/小时的限速值。

在都市道路中,很难体验到宋DM的动力优势。即便电驱动状态下,宋DM的前后置驱动电机始终共同运转驱动车辆前行。

前后驱动桥向接近的轴荷(实际上前驱动桥汽油机、变速器、驱动电机的重量,较后驱动桥重些),使得宋DM在点驱动状态动力输出更线性。

发展最出色的深圳特区,每条高速公路都有往返于广州、香港和澳门的车辆通行。为此,特别增加了便于右舵车通过的收费站口。

在一些收费站口,为了方便不同驾驶设定的车辆通过缴费,收费站工作人员会使用类似于渔抄网,既不用驾驶员下车缴费,又便于工作人员快速收费。

不得不说,深圳、乃至广东的高速公路收费人员的服务态度和专业素质,堪称全国之首。相比之下,北京市京通快速路,双桥收费站(双向)的收费人员的工作素质及其低劣。

组合仪表中央的多功能显示屏,可以获取宋DM在EV模式下的实时能量流。

车速78公里/小时,前后置驱动电机被平均分配25千瓦电量。此时电驱动行驶里程46.3公里,续航15公里。

在比亚迪坪山基地附近拍摄动态时(行驶4公里),开启空调(内循环、温度设定为22摄氏度、风量中等)。在都市道路行驶30公里左右,并未开启空调。行驶至“北环大道”,再次开启空调行驶50公里。

调整至运动模式的全电驱动转向系统,较普通模式更“重”。这个“重”,并非液压助力转向系统的那种沉,而是在不同速度区间,回馈力被放大的操控感。

在电驱动续航里程6公里时,汽油机被自动“唤醒”强制驱动整车。

上图所示,出发前纯电续航里程74公里,至汽油机强制启动时,里程表显示78.7公里,排除笔者观察误差的4-5公里,实际电驱动行驶里程介于72-73公里。

在之前的电驱动模式行驶中,并未切换至SPORT模式,由于地势走向,通过了大段下坡,在能量回馈系统处于正常模式下,回收的部分电量延长了宋DM电驱动续航里程。

在通往中山的高速公路上限速介于100、110、120公里/小时。遗憾的是,即便打出“东莞欢迎您”的条幅,也难以恢复当年的盛况。

相对EV、ECO模式下的平缓的显性动力输出,汽油机全程介入的HEV、SPORT模式,宋DM 表现的更像一台低调的怪兽。

在车速60-80公里/小时加速区间中,几乎一瞬间即冲动,甚至没来得及拍摄组合仪表能量流的变化。

在车速80-100公里/小时加速区间中,汽油机的加持并未明显感到,甚至用EV、SPORT模式,即可获得相同的加速感受。

在100-120公里/小时加速区间中,汽油机的介入明显用于加速的提升。

在随后的测试中,笔者特别将车速降至50公里/小时,并从这个速度点持续加速至120公里/小时。

也只有在这种中高速度区间的加速测试环节,可以体会到瞬间内,1.5Ti汽油机+2台驱动电机爆发出全部扭矩的感受。

在低速区间宋DM的加速感受与宋EV4驱版相差无几,前后驱动桥承载的扭矩,还未发挥到极限,就已经将车速超过了80公里/小时,这是汽油机的加持实际并不明显(满电状态)。

反而是车速从60-120公里/小时甚至超过160公里/小时,宋DM所释放的740牛米扭矩,表现的更像一台V型10缸排量炒过6.0的性能汽车。那种,持续且不间断的澎湃扭矩,似乎完全找不到衰减点。

在之前的纯电行驶中,笔者

在HEV、ECO模式下,比亚迪宋DM车速0-40公里/小时之间,起步或加速都采用电驱动,1.5Ti汽油机和6前速双离合变速器并未介入。这种设定最大好处就是提升了起步阶段平顺性,降低6前速干式双离合变速器低速状态“半联动”的磨损。

没有感受到HEV、ECO模式下,宋DM的起步是否存在顿挫感。在几次进出高速公路服务时,HEV、ECO模式下,宋DM起步完全依靠电机驱动,只有车速提升至40公里/小时,汽油机介入,并且双离合变速器开始工作。之前提到的秦的起步顿挫感,在宋DM上完全感受不到。

在HEV、SPORT模式下,汽油机始终运行,但是起步的顿挫感似乎被驱动电机主动“覆盖”掉。

需要注意的是,在全程社会道路行驶中,笔者始终严格遵守交通规则驾驶。

即将抵达中山市,风云突变,下起了零星小雨。宋DM的洗涤剂喷头,均匀将清洗液喷洒在前风挡玻璃,无骨雨刷匀速清除。

零星的雨点,逐渐转为细雨。普通模式下的“重新匹配的全时电四驱系统”足以应对湿滑的地面对驱动轮的反作用。

之所以笔者强调宋DM装载的“重新匹配的全时电四驱系统”,是因为唐80、唐100匹配的全时电四驱系统,针对2.0Ti发动机+6前速湿式双离合变速器。至宋DM搭载1.5Ti发动机+6前速干式双离合变速器,对“全时电四驱”系统进行了较大范围的适应性调整。

进过3小时不同操控模式的测试,笔者终于驾驶比亚迪宋DM抵达位于中山市号手模型厂。时隔4年,故地重游,感慨颇多。感兴趣的朋友请继续关注宋楠的专栏,对号手模型厂4年后的再次记录。

从号手模型厂几乎原路返回深圳,全程450公里。出发前近乎满电状态,全程没有通过充电设施进行补电。

三、比亚迪宋DM的充电测试:

在比亚迪深圳坪山基地内,员工用车几乎全部被e6、秦、唐和腾势等车型垄断。随意找个可充电的停车位,即可对宋DM进行慢充补电。

比亚迪宋DM 的慢充口位于副驾驶员一侧后侧围上。由比亚迪制造的3.3千瓦壁挂式充电盒,与车辆硬件连接,并完成通讯自检后,即可开始充电。

15时33分,以17%剩余电量开始充电,启示充电功率从1.9千瓦、2.0千瓦、最终稳定在3.3千瓦。

17时40分,宋DM电池电量52%,充电功率3.0千瓦。估算从近乎零电量(6%)充满电时间需4.3小时。

笔者有话说:


比亚迪宋DM搭载的这套1.5Ti发动机+6前速干式双离合变速器+全电驱动转向机,不仅由比亚迪自行设计和生产,装备在秦系列CRC赛车上,连续3年参加中国汽车拉力锦标赛。以民用车的设定,与专业改装赛车同场竞技,并接连取得优秀的成绩(最佳成绩为全场第35名)。毫不夸张的说,宋DM的驱动系统,为全球范围内首款经过赛事考验最安全和可靠的混合动力系统。

其首次搭载的动力电池水冷散热(保温)系统,最大化的稳定宋DM在冬、夏季用车动力电池状态,使其均衡的在20-33摄氏度区间内大动态的输出(输入)电量。

目前为止,上汽荣威系ei6、eRX5混动汽车,华晨宝马X1混动版,都搭载了水冷散热(保温)系统。

宝马X1混动版为了保护动力电池大倍率放电所产生的性能衰减,而强制要求高速行驶时切换至汽油机模式,即便此时动力电池满电也禁止使用。相对比亚迪秦、唐、宋等混动汽车的混动控制策略,还是在驱动技术和电池品质层面不自信。

“重新匹配的全时电四驱系统”:比亚迪宋DM的前驱动桥(1.5Ti汽油机+驱动电机)的动力输出表现,相对唐系列(2.0Ti汽油机+驱动电机)有所弱化,但是却意外的平衡了原本“巨大”的前后驱动桥扭矩差。

宋DM“重新匹配的全时电四驱系统”,看似“弱化”了前驱动桥汽油机输出功率,却均衡了1台汽油机+2台驱动电机,同时运行时整车动力输出表现。

在干湿状态的高速公路上,HEV+ECO或SPORT模式下,车身姿态没有出现明显的“前仰后低”,这无形中提升了后排乘员的舒适性。

对于宋DM的纯电驱动时续航里程的测试,笔者并不能给出准确的结论。这就好像之前传统汽车厂家宣传的油耗与实际使用存在差异一个道路,不同的人、不同心情、不同环境、不同路况、测试出来的电驱动续航里程几乎不能相同。

笔者反而更关注的是:

装备镁铝合金独立后悬架,是否意味着比亚迪在整车悬架设计层面的技术跃进;

进化显著的拉杆和球节使用的胶套(及防护措施),是否意味着比亚迪在“外力(来自德国日本的底盘工程师)”的帮助下获得更丰富的经验储备;

动力电池主动水冷散热(保温)系统,可否大规模应用在比亚迪制造的其他新能源车型上;

更细腻的电驱动起步,与6前速干式双离合变速器在多种工况下的啮合调校,是否可以通过软件刷新,匹配至秦系列车型;

“重新匹配的全时电四驱系统”,可否通过更复杂的算法,在不同工况下,将“前强后弱”的扭矩输出状态,调整的更加合理;

在这450公里的长测中,笔者看到了比亚迪在新能源技术上的长足进步,尤其是作为车辆基本功能的人性化设定,可以让更多的终端车主接受性能更加平衡的宋DM。