[汽車之家 變速箱技術(shù)]  2003年開始研發(fā)，2008年正式上市的混合動(dòng)力車型比亞迪F3DM，是中國(guó)品牌首款量產(chǎn)插電式混合動(dòng)力汽車。這款具有里程碑式意義的車型奠定了比亞迪在中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)中的開拓者和引領(lǐng)者地位�，F(xiàn)在是2021年，距離F3DM的上市已經(jīng)過去了13年，在這13年間，比亞迪一直在新能源車技術(shù)上不斷攻堅(jiān)克難，筑起一道又一道技術(shù)壁壘，把中國(guó)新能源汽車推到了世界的領(lǐng)先位置。今年年初，比亞迪正式發(fā)布了最新的DM-i混合動(dòng)力系統(tǒng)。DM-i上的EHS機(jī)電耦合單元（官方稱為“EHS電混系統(tǒng)”）雖然比13年前F3DM上的那套DM1.0系統(tǒng)復(fù)雜得多，但從動(dòng)力耦合思路上卻與DM1.0一脈相承。究竟EHS電混系統(tǒng)（下稱“EHS機(jī)電耦合單元”）有何奧秘呢？今天就讓我為大家揭曉。

● 搭載DM-i混動(dòng)系統(tǒng)的車型

　　比亞迪的DM-i系統(tǒng)目前搭載在秦PLUS、宋PLUS DM-i以及唐DM-i車型上，EHS機(jī)電耦合單元根據(jù)電機(jī)輸出功率大小分了三個(gè)型號(hào)，分別是EHS132、EHS145以及EHS160。目前，EHS132會(huì)與1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)匹配，EHS160則會(huì)與1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)匹配，至于EHS145這款中間型號(hào)則會(huì)匹配1.5L和1.5T兩種發(fā)動(dòng)機(jī)。具體參數(shù)可以看下面這個(gè)表格。

　　從參數(shù)上來看，EHS機(jī)電耦合單元的電動(dòng)機(jī)最大功率和扭矩參數(shù)已經(jīng)超越了不少主流2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)了。

● EHS機(jī)電耦合單元有傳承也有創(chuàng)新

　　比亞迪的混動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展至今已經(jīng)經(jīng)歷了DM1.0、DM2.0和DM3.0三代了。其中DM1.0的代表車型就是2008年的F3DM，DM2.0的代表車型是2013年的秦DM，DM3.0的代表車型就比較多了，包括宋Pro DM和唐DM等。

　　DM-i上的EHS機(jī)電耦合單元從結(jié)構(gòu)上來看，與帶有多檔位雙離合變速箱的DM2.0和DM3.0混動(dòng)系統(tǒng)有所不同，在設(shè)計(jì)思路上與DM1.0倒是有很大相似之處。

　　DM-i與DM1.0的機(jī)電耦合單元都屬于P1+P3串并聯(lián)方案，系統(tǒng)中離合器分離時(shí)屬于發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電+電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的串聯(lián)形式，離合器結(jié)合時(shí)屬于發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)同時(shí)直接驅(qū)動(dòng)車輪的并聯(lián)形式。關(guān)于混合動(dòng)力中電機(jī)位置P0/P1/P2/P3/P4的詳細(xì)介紹，可以參看這篇文章。

● 比亞迪DM-i與本田i-MMD機(jī)電耦合單元設(shè)計(jì)思路一致

　　比亞迪DM-i與本田i-MMD機(jī)電耦合單元的設(shè)計(jì)思路是一致的，都屬于串并聯(lián)結(jié)構(gòu)。兩者最大的不同在于電機(jī)和發(fā)電機(jī)的布置形式，比亞迪EHS采用的是電機(jī)/發(fā)電機(jī)異軸布置形式，本田最新第三代i-MMD的采用的是電機(jī)/發(fā)電機(jī)同軸布置的形式。

　　對(duì)比起來，比亞迪EHS這種電機(jī)異軸布置的方式更有利于制造功率更大的機(jī)電耦合單元。本田i-MMD系統(tǒng)如果要增大電動(dòng)機(jī)功率（一般來說，電機(jī)功率越大，尺寸也越大），很可能就會(huì)受制于其同軸布置形式。現(xiàn)款在售的雅閣混合動(dòng)力版車型，其i-MMD系統(tǒng)中的電機(jī)最大功率為135kW，與比亞迪DM-i最大160kW的電機(jī)功率相比，動(dòng)力性能上有明顯差距。

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

　　比亞迪對(duì)虧電城市工況、虧電NEDC循環(huán)工況、虧電WLTC循環(huán)工況、虧電高速工況做過研究，發(fā)現(xiàn)在前三種工況中，混合動(dòng)力車輛純電行駛的比例是遠(yuǎn)高于發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的。而只有在虧電高速工況時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)效率較高，所以用它直接驅(qū)動(dòng)更為高效。有鑒于此，比亞迪的DM-i系統(tǒng)的設(shè)計(jì)邏輯遵循的是以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)起輔助作用。

　　既然發(fā)動(dòng)機(jī)的主要職能由過去的在全工況下驅(qū)動(dòng)車輛轉(zhuǎn)變?yōu)樵谔囟ü�況下帶動(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，那么在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)上做減法（如去掉排氣VVT正時(shí)機(jī)構(gòu)、去掉皮帶驅(qū)動(dòng)的啟發(fā)電一體機(jī)等）就成為了可能，而且是必須要做的事情。驍云-插混專用發(fā)動(dòng)機(jī)究竟如何做減法的呢？大家可以參看我的這篇文章，在此不再展開了。

● EHS機(jī)電耦合單元性能全面提升

　　DM1.0混合動(dòng)力系統(tǒng)的電機(jī)和電控都是分開布置的，DM-i混合動(dòng)力系統(tǒng)的電機(jī)、電控和傳動(dòng)系統(tǒng)高度集成在一起，從而實(shí)現(xiàn)了體積減小、重量減輕的效果。EHS機(jī)電耦合單元總成重量為136kg，最高轉(zhuǎn)速達(dá)到16000rpm，峰值功率達(dá)到160千瓦，功率密度達(dá)到44.3千瓦/L；比DM1.0減重了40kg，最高轉(zhuǎn)速提高了10000rpm，峰值功率提升110千瓦，功率密度提升36.7千瓦/L。

　　另外值得一提的是，由于電動(dòng)機(jī)作為DM-i系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿υ�，所以搭載該混合動(dòng)力系統(tǒng)的車型可以實(shí)現(xiàn)10毫秒級(jí)別的動(dòng)力響應(yīng)，最大程度消除動(dòng)力響應(yīng)延遲感，提升用戶駕駛體驗(yàn)。

　　前面也提到了，DM-i相比DM1.0，其機(jī)電耦合單元的功率密度有數(shù)倍提升，功率密度提高了，電機(jī)工作時(shí)的發(fā)熱也更大了。EHS的電動(dòng)機(jī)采用了油冷技術(shù)，進(jìn)一步提高散熱效率，讓電機(jī)在任何工況下都工作在一個(gè)合適的溫度。

● 無懼芯片荒！采用比亞迪自研自產(chǎn)的IGBT芯片

　　電控系統(tǒng)方面，DM-i的電控系統(tǒng)的體積為12L，僅為DM1.0電控系統(tǒng)體積一半不到（DM1.0電控系統(tǒng)體積為25L）。在體積縮小的同時(shí)，電控系統(tǒng)的最大功率也有大幅提升，使得搭載DM-i系統(tǒng)的車型可以用上功率更大的電機(jī)，同時(shí)制動(dòng)能量回收功率也有非常大的提升。

　　比亞迪是國(guó)內(nèi)唯一一家能夠自己生產(chǎn)IGBT絕緣柵雙極型晶體管的整車廠家。DM-i的電控系統(tǒng)就采用了比亞迪自家最新的IGBT 4.0芯片。相比起DM1.0上采用的進(jìn)口IGBT芯片，DM-i上搭載的比亞迪IGBT 4.0芯片體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、能量轉(zhuǎn)換損耗小。這是DM-i系統(tǒng)效率提升的重要因素之一。

● 全文總結(jié)：

　　DM-i系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路以電動(dòng)機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔。所以在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)電耦合單元是一套典型的串并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)思路上傳承自自家的DM1.0，并與本田最新的i-MMD混合動(dòng)力系統(tǒng)有很多相似之處。異軸布置雙電機(jī)設(shè)計(jì)是EHS系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，這有利于縮小EHS機(jī)電耦合單元的橫向空間，使其能與排量更大的發(fā)動(dòng)機(jī)搭配，進(jìn)一步提升發(fā)電的功率。EHS上的電動(dòng)機(jī)是驅(qū)動(dòng)車輛的主力，它高效、響應(yīng)快、高功率密度的特點(diǎn)為車輛帶來迅猛的加速體驗(yàn)以及極佳的電耗表現(xiàn)。在機(jī)械結(jié)構(gòu)上做減法后的發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)Ｗ⒂谔嵘�其低油耗工況區(qū)的熱效率，最終實(shí)現(xiàn)車輛油耗水平的降低。（圖/文/攝/汽車之家 常慶林）