比亚迪DM-i技术有这么厉害？

本文首发在头条-唯电新能源汽车社区，经过再次修改后发布于知乎平台，第一版全文长约一万字，配图约60张。有人反馈写的深入没有浅出，所以尝试修改一下看看能不能让广大吃瓜群众更好的理解，经过本次修改后文字数量达到一万五千字，并增加了两张配图。为了观看感受一次性发完，估计这么长的文没人看了。

一、引子

比亚迪在2021年1月11日晚举办了DM-i超级混动发布会，会上由产品规划及汽车新技术研究院杨冬生院长带来了DM-i系统的详细解析，笔者看完后十分激动，比亚迪终于从它的小池塘里面多抓了几条鱼出来进行革命性的升级，下面，就让我们一起来看看杨院长在发布会里到底都透露了些什么秘密：
发布会B站链接，建议从19分55秒开始看

补贴后最低预售 10.78 万元起比亚迪DM-i 家族正式发布！_哔哩哔哩 (゜-゜)つロ干杯~-bilibiliwww.bilibili.com

下面，笔者将跟随发布会的视频将本次堪称泄密的技术解析进行一次深度的剖析，看看比亚迪这次到底做出了什么惊天之作。

二、 DM是啥，走过了那些路？

比亚迪DM技术的DM即Dual Model的缩写，意思是双模式动力汽车，也就是传统的燃油动力和电能两种动力模式的混合动力模式汽车。比亚迪DM技术的车辆全部为插电式混合动力（下称插混）汽车，相较于两田等普通弱混车辆，插混拥有大容量的动力电池，可以提供50到120公里的纯电续航能力，几乎覆盖99%的车主的日常市内通勤需求。

1. 混动系统结构

在介绍DM系统之前，笔者觉得先说一下混合动力汽车电机摆放位置以便后面的说明。

●P0：亦称之为BSG电机，安装在发动机前端，通过皮带与发动机连接，一般功率较小，不能独立驱动车辆，通常作为发电机发电以及在换挡时强制调整发动机转速减少换挡冲击。
●P1：亦称之为ISG电机，安装在发动机后端，与发动机刚性连接（集成在飞轮上或通过齿轮与飞轮结合）。一般替代起动机并作为发电机，功率更大。
●P2：位于变速箱输入轴与离合器之间，有些会在电机和变速箱输入轴之间放置第二个离合器以断开电机和变速箱的连接。电机功率可以做的比较大，可以通过变速箱变速直接驱动车辆实现纯电行驶。
●P3：位于变速箱之后，通常与变速箱输出轴或主减速器直接连接，功率较大，可以直接驱动车辆纯电行驶。
●P4：位于后桥上，功率较大，可以驱动车辆纯电行驶，与前驱车辆配合可以实现电四驱。
●其他还有轮边电机、轮毂电机等，因技术原因尚未普及。

2. DM技术

得益于王传福董事长的高瞻远瞩，比亚迪早在2003年就投入大量的人力物力研发插电式混动系统，并于2008年推出第一代DM技术。至此，比亚迪在混动的“不归路”上越走越远，越走越欢，越走越快，不知不觉，走到了世界领先的程度。在此之前，先让我们了解一下DM技术的各个重要技术节点吧。

3. DM1介绍

第一代DM技术搭载在F3DM上，于2008年12月15日正式上市，使其成为世界上第一款量产的插电式混动汽车，而技术理念类似的本田i-MMD则是2012年才上市，其他品牌的插电式混动汽车如雪佛兰Volt和欧宝Ampera也要等到2011年才上市。

DM1的设计理念就是完全以节能为技术导向，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。DM1系统中，与发动机直连的M1发电机（P1）同时具有发电与驱动的功能；而通过离合器与M1发电机相连，同时与主减速器相连的M2驱动电机（P2）也同时具有发电机的功能。通过对发动机、发电机M1、电动机M2之间的匹配，在当时实现了纯电百公里电耗16kWh/100km，综合工况油耗2.7L/100km的成绩。同时，DM1虽然为插电式混动，但是它配有快充接口，可以在10分钟内充电50%。

这是DM1的动力总成示意图，从图中可以看到发动机（最大功率50kW）直接与发电机M1（峰值功率25kW）连接，并通过离合器与主减速器相连，同时驱动电机M2（峰值功率50kW）也从另一边与主减速器相连。整个系统的驱动模式有：

●纯电模式：发动机不启动，离合器分离，M2电机由动力电池提供电能，单独工作驱动车辆。
●增程模式：发动机启动，离合器分离，M1发电，M2驱动车辆，并且动力电池根据情况储存多于的电量或者在急加速时提供额外的电量。
●混动模式：混动模式又可以细分为几个状态：
●巡航模式：发动机启动，M1不发电，离合器结合驱动车辆，M2不做功。
●巡航发电模式：发动机启动，M1发电给电池充电，离合器结合驱动车辆，M2不做功。
●加速模式：发动机启动，离合器结合，M1、M2电机做功，共同驱动车辆。
●回收模式：离合器断开，M2驱动电机回收动能。

此外，搭载DM1系统的F3DM还在车顶安装了太阳能电池板，可以提供一百多瓦的功率给电池/用电器提供电能，大概一天能晒出来一度电，虽然聊胜于无，但是也算是一次对清洁能源的尝试。

虽然F3DM在当时有着各种领先于当时的技术，但是基于F3的车身，当时还并不成熟的三电技术，F3DM并不能算十分的成功。虽说如此，当年比亚迪研发新能源技术，结合自身电池领域的优势，也是吸引了股神巴菲特的青睐，斥资购入比亚迪港股约10%的股票。此举既是巴菲特对新能源的认可，对比亚迪的认可，也让比亚迪在新能源的道路上更加坚定的走了下去。

4. DM2介绍

第二代DM技术于2013年发布，搭载在2013年12月17日上市的秦2014款上，DM2相对于DM1最大的改变就是由DM1的节能取向变成了性能取向。DM2在动力方面，搭载了一款1.5Ti缸内直喷发动机（最大功率113kW），P3位置的峰值功率110kW的电机，6速干式双离合变速箱以及可以纯电行驶80公里容量为15.2kWh的磷酸铁锂电池。让人惊奇的是，秦DM通过这一套动力系统，做到了总输出功率223kW，总输出扭矩440N.m，实现了百公里加速5秒9的成绩并因此名震天下。随后比亚迪对DM2进行了改进，搭载在2015年6月上市的唐2015款上。通过发动机升级为2.0T缸内直喷（最大功率151kW），变速箱改为6速湿式双离合，增加了110kW的位于P4位置的后驱动电机实现了SUV百公里加速4秒9。随后，比亚迪又适配了1.5Ti发动机+双电机的宋DM所用的DM2等动力组合。

这里用DM2里最经典的，搭载在唐DM 2015款的三擎四驱DM2为例来介绍一下DM2系统。

比亚迪唐2015款所搭载的DM2系统的两个电机分别位于P3、P4位置，两个电机的峰值功率均为110kW，扭矩250N·m。发动机为比亚迪自研的151kW/320N·m的2.0升涡轮增压缸内直喷发动机，配合6速湿式双离合变速箱，综合功率接近400kW，综合扭矩达到800N·m。

基于DM2的架构，整个系统的驱动模式有：

●纯电模式：发动机不工作。由电池提供电能给P3、P4电机驱动整车行驶。
●混动模式：混动模式根据电量及SOC设置，会动态的在以下工况进行切换
●行驶发电：发动机工作，通过变速箱驱动前轮的同时带动P3电机发电，P4电机根据工况调整输出功率使整车工作在无比接近全时四驱的适时四驱状态，并把多于的电量储存在电池中。
●行驶不发电：发动机工作，通过变速箱驱动前轮，P3、P4电机根据工况积极输出动力，根据车况调整输出功率使整车工作在无比接近全时四驱的适时四驱状态。
●驻车发电：发动机通过变速箱发电档驱动P3电机发电，因本模式属于应急模式，整个系统没有工作在最佳的工况下，油耗比较高，主要适合需要>>后电机的四驱情况但是电量不足，或者需要长时间多外放电等情况。
●增程模式：DM2系统的隐藏模式，进入条件极其苛刻（电量下降到5%且车速低于15km/h并保持5秒时触发且车速不能超过20），发动机通过变速箱发电档驱动P3电机发电，后电机驱动车辆，多于电量储存到动力电池中。此模式中前轮不参与驱动，并因为整个系统并没有让发动机、P3电机工作在最佳工况下，所以会导致油耗很高，但是因为纯电驱动行驶质感倒还不错。

DM2真正为比亚迪在新能源领域打下了坚实的基础，让世人认识到比亚迪混动技术的优越性。特别是“秒天秒地秒空气”的加速能力让比亚迪成了别人家的孩子，让各车企羡慕不已的时候只能嘴里说一些酸酸的话来掩饰内心的渴望。而15唐20多万的售价也让国产车第一次站上并站住了20万售价的台阶。而17年的唐100更是用近似自杀的方式让比亚迪站上了30万售价的天花板，并以此让18年上市的全新一代唐无比的香，并稳稳地站住了25万这个级别。
另外，宋DM也是比亚迪第一次尝试三元锂电池，唐100的三元锂电池更是让其在不考虑售价的情况下堪称完美。在2021年的今天，搭载着三元锂的唐100相比磷酸铁锂的15唐80是二手市场里最好的选择。

5. DM3介绍

第三代DM技术发布于2018年，首先搭载到2018年上市的全新一代唐上。DM3相较DM2最大的特点是增加了位于P0位置的BSG电机，最大功率25kW，主要作用一是发电\回收，以及启动发动机。二是在变速箱换挡的时候迅速调整发动机转速，大幅度减少混动行驶时的顿挫感。同时，P4电机提升为180kW/380N·m，极大的提升了后轴的动力，让搭载DM3的全新一代唐拥有了几乎逆天的动力和脱困额能力。

在车身加大配置提升纯电续航100公里的前提下，搭载DM3的全新一代唐百公里加速提升至4.3秒，狂野！之后DM3还推出了双擎四驱（P0+P4）、两驱（P0+P3）等组合，搭载在宋MAX DM等车型上，有BSG电机的加持驾驶感受比DM2的两驱强太多了。另外比亚迪也在这时开发了DiLink系统，开放的多媒体车机平台让车辆从一个交通工具变成了可以移动的房子。你可以在车里小憩、K歌、刷视频，享受一个人的快乐时光。

DM3系统不仅仅是电机的升级和BSG电机的引入，电控系统的升级同样引人注目。新的33111平台得益于比亚迪强大的研发能力，通过对电机电控等设备高度整合，创造出高压3合1和驱动3合1技术，在大幅提高性能的同时将重量减少40公斤，体积也相应大幅缩减。

三、横空出世的DM双平台战略

2020年6月，比亚迪发布了双模（DM）技术双平台战略，即DM-p平台和DM-i平台。DM-p平台的p即powerful，是指动力强劲、极速，满足“追求更好驾驶乐趣”的用户。DM-i的i即intelligent，指智慧、节能、高效，满足“追求极致的行车能耗”的用户。

DM-p是对DM3代强进动力的延续，而DM-i则是对DM1代的传承。从2008年的DM1代到2021年，比亚迪用2000名工程师创造出颠覆世界的超级混动。DM-i，不仅是节能、高效，同时，i也是对1的致敬，DM-i通过对DM1的重新打磨，获得几百项新能源方面的专利技术，比亚迪终于在它的技术池塘中培育出DM-i这一条大鱼。

下面，我们来仔细了解一下DM-i的来龙去脉。

1. DM-i是啥？

DM-i是比亚迪迄今为止在混动技术中的巅峰之作，它脱胎于DM1的1.0升自然吸气发动机+串列连接的两个电动发电机的架构，升级为专为DM-i研发的热效率超过43%的1.5升阿特金森循环发动机+两个功率提升超过200%的电动发电机，使得DM-i的性能大幅提高。DM-i创造性的定义了以电为设计理念的混动技术，也就是围绕着大功率驱动电机和大容量动力电池供能为主，发动机为辅的电混架构。

在大功率电机、大容量高性能的动力电池、极高热效率发动机的加持下，DM-i实现了超低油耗、静谧平顺、卓越动力这样近乎完美的整车表现。

DM-i超级混动架构做到了动力系统及控制系统100%自主研发，得益于比亚迪的垂直整合体系，通过无数次高效率的迭代后，比亚迪在短短的十几年时间走完了传统车企一百年走过的路。

2. DM-i都有啥？

DM-i的研发核心是以电为主的混动技术，所有的技术革新都围绕着电驱。为此，比亚迪研发了高效的汽油机、高效且高功的电动机、高效的电控以及高效的电池。

▌骁云-插混专用1.5L高效发动机

这一款骁云插混专用的1.5升高效发动机做到了43.04%的热效率，原因是它完完全全的只为了电而服务，对发动机做减法，专心致力于提高工况热效率，变成了一只拥有一个跟特别长的木板的木桶，偏科偏到了极致。为了达到43.04%的热效率，比亚迪做出了哪些改进呢？在这之前，先介绍一下发动机热量都损失在哪里了。

对于一款普通的发动机（这里的普通指的是是通用型发动机，装载在传统燃油车上，没有进行针对性优化的发动机），现在国际领先水平大概在40%上下，为此，各大车企真的是绞尽脑汁想尽一切办法，甚至连柴油机的均质压燃技术都做到了汽油机上。为什么这么难？

●因为发动机在工作的时候会因为混合气燃烧不完全导致损失一部分热量（燃烧不完全，热量没有全部转化出来），特别是在需要加浓工况的时候（比如急加速，需要大扭矩）。
●发动机需要工作在一个合适的温度下，面对燃烧室几百上千的燃烧温度，冷却系统需要把温度降低到百十来度的水平，以确保润滑油不会因为温度太高导致过于稀薄失去润滑能力，也要保证气缸内温度不会太高以致于发生爆燃损坏发动机等等。因此，我们可以看到发动机散热系统的大水箱和大风扇在呼呼的工作，散发出滚滚的热浪，这些都是浪费掉的热能。
●活塞在做功行程中把混合气燃烧产生的能量转化成向下的动能，但是在做功行程结束的时候混合器还有大量的能量没有利用（而废气涡轮增压正是利用了这一部分的能量）而白白排掉了。不仅如此，发动机排气行程也是需要消耗动力来主动把废弃排出去的，进一步增加了能量的损失。
●发动机在进气循环进气时要消耗能量把外接的空气吸入气缸（这里不考虑增压发动机，增压发动机其实也消耗能量的，但是能量来源不太一样），而汽油发动机的节气门调节的是进气量，在节气门开度小的时候进气歧管真空度比较大，这时进气会消耗一些能量来强制把空气吸入气缸。如何减少这一部分的损失也是车企钻研的方向之一，下面会讲到。
●最后就是机械损失，这些包括活塞在缸筒内工作的摩擦、曲轴凸轮轴运转的摩擦、驱动各种附件等。为了减少这些损失，车企采用了粘稠度更低的机油（比如从早期的5W-40到现在的0W-20）、取消机械水泵等手段。

通过上面的介绍，那比亚迪如何把这款发动机的热效率做到了43.04%呢？

●15.5:1的超高压缩比
●阿特金森循环
●冷却EGR（冷却废气再循环）
●分体冷却
●超低摩擦
●无论系设计

采用公认最节能的阿特金森循环，使用最高25%的低温废气再循环降低进气损耗，采用分体冷却确保发动机各个部分都工作在自己最佳温度下以提高效率减少能量损失，超低摩擦和无轮系设计则减少了机械损失，下面来看一下比亚迪这款发动机的介绍视频：

全球领先43%热效率，比亚迪骁云1.5L高效发动机

灰机君的视频

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我们分别介绍一下这5大技术到底有什么黑科技：

◥超高压缩比15.5

其实比亚迪的这个视频有BUG，15.5的压缩比是做功行程的容积比压缩上止点燃烧室容积之比是15.5。视频这里用的是进气行程来计算压缩比是不对的，比亚迪审核视频的人可以扣鸡腿了。15.5的压缩比加上效率导向的气门正时和点火提前角，可以有效的降低排气损失和进气损失，提高燃烧效率，这对于效率大过天的混动专用发动机上面比扭矩功率都来的重要。

◥阿特金森循环

比亚迪的骁云发动机的结构设计还是传统的活塞连杆设计，但是通过推迟进气门的关闭时间，让活塞上升一段距离后再关闭，这个时候气缸内的气体又从进气门排出去一部分，减少了整体进气量，实际压缩行程变短，在视频中可以看到有一部分气体从进气门又排了出去。这种设计可以使实际压缩比降低，让压缩比保持在正常范围内，可以使用继续使用95甚至92号汽油而不会产生其他影响，同时还能减少压缩行程的能量消耗。但同时膨胀行程保持不变，使得燃气做功更充分，提高燃气能量的利用率，减少损失。

◥低温废气再循环高EGR率

废气再循环是有效降低燃气温度，提高系统效率，降低进气损失以及降低氮氧化物排放的手段。这里需要展开说下比亚迪在这里做的努力。

废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸的技术。首先废气中的二氧化碳和水蒸气等提高了混合气的比热容，同时也稀释了氧气的浓度，使得燃烧速度变慢，可以吸收更多的热量，使燃烧的最高温度和平均温度下降，极大的减少了氮氧化物的生成提高环保性，也使得发动机的冷却负荷略有下降，减少在冷却上的消耗，可以说环保降低排放是EGR最初的目的，提高效率反而是附加功能。

而随着发动机热效率指标越来越被重视，主机厂开始挖掘EGR的潜力。因为EGR混入空气后会降低空气中的含氧量，发动机需要吸入更多的气体来保证工作，因此需要更大的节气门开度来保证进气量，这又变相的降低进气歧管的真空度，使得高EGR率的发动机可以有效减少中低负荷工况下的进气损失。另外发动机在高负荷工况下缸内温度过高的时候会通过多喷油的方式来降低缸内温度，而利用EGR降低发动机燃烧室温度来替代多喷油可以大大降低燃油消耗，同时降低缸内温度也可以尝试更高的缸压来进一步提高压缩比，而越高的压缩比热效率也越高。

因此，比亚迪把EGR率提高到业内领先的25%可以从多个方面极大的提高热效率。

然后还要再提一句，因为发动机的每一个零件都是互相影响的。当阿特金森循环遇上高废气再循环率，可以使得需要多进气的而打开的节气门打开更大的角度，然后利用阿特金森循环所特有的进气门迟闭把多余的气体排出去，而这打开的更大的节气门可以再进一步的降低泵气损失。而这个技术的终极实现方式就是去掉节气门，完全利用进气门迟闭来调整进入气缸的空气量来实现发动机功率的调整，而这对于不需要怠速不需要低负载工况的插混专用发动机来说特别合适，我预测比亚迪的发动机的改进方向一定是要取消节气门的。此外还有一点就是越高的压缩比，混合器燃烧的时候就会越暴躁，对活塞、气缸壁等结构会产生更多的影响，因此会对材料要求大大的提高，而通过废气再循环降低燃烧速度，让燃烧室中的压力形成过程变慢而减少对材料的要求，在保证高效率的同时降低发动机的设计难度和材料要求。

◥分体冷却技术

在传统发动机中，缸盖和缸体通过水道直接联通，一起散热，水路设计较为简单。比亚迪通过改进，缸盖和缸体分成两个独立的冷却回路，配合电动水泵、电子双节温器，实现了缸体和缸盖的分体冷却技术。而电动水泵功耗更低，电子节温器控制更精确，分体冷却可以让发动机更快的进入工作温度，并精确保持在最佳工作温度。另外为什么要强调分体冷却可以更快的进入工作温度？因为DM-i的系统特性决定了它的发动机的工作方式大部分是高效发电-熄火纯电行驶-高效发电-熄火纯电行驶这种状态进行循环。而且因为整个系统的效率很高，电池容量大等原因，发动机会处在类似工作5分钟休息2小时这种对于工作温度来说比较尴尬的状态，所以快速进入工作状态称为散热系统设计的重要目的。值得一提的是，比亚迪的这款发动机可能是第一款把分体冷却技术应用在汽油机上，此技术之前都应用在柴油机上。

◥超低摩擦涂层

降低发动机摩擦损失的方法有很多，比如视频中介绍的在发动机缸体内喷涂超低摩擦涂层来降低摩擦损失。在此，笔者列举一下比亚迪这款发动机才用的降摩擦方面的技术：

●官方使用0W-20低粘度机油，降低发动机各部件之间的摩擦。
●采用更小的曲轴轴径，更好的轴瓦，减少曲轴运行时的摩擦接触面积，降低发动机的摩擦损失。
●采用低张力活塞环，减小活塞环与气缸壁的接触压力，减小摩擦力。同时，活塞裙部采用了DLC涂层（类金刚石镀膜，具有高硬度、高弹性模量、低摩擦因数等特点）技术，进一步减少了机械摩擦，提高了零件的性能，延长使用寿命
●采用电控式2级变排量机油泵，随时根据发动机润滑和冷却需求调整泵油量，通过主动控制的方式满足发动机所需要的机油流量和机油压力，避免普通机油泵泵油过多浪费能量的现象。

◥无轮系设计

得益于这款骁云混动专用发动机的设计理念，比亚迪取消了这款发动机的轮系，不再需要传统发动机的机械压缩机、机械真空泵、机械转向助力泵、机械水泵等，这些设备在比亚迪的车里面已经全面电动化。传统机械装置会随着发动机的转速上升而上升，经常会出现供大于求的尴尬情况，白白的浪费了能量，所以无论系设计，附件全部电子化是DM-i系统独有但又理所应当的设计结果。

◥其他设计

比亚迪这款骁云1.5L发动机还有一些其他提高效率但是没有在视频中展现的技术，笔者通过查找资料找到了一些值得写出来的，以便让读者有更多的了解。

缸盖集成双流道排气歧管。此技术把排气歧管集成在缸盖内，利用排气的废热在缸盖内加热水套内的冷却水，可以更快的实现暖机，让发动机更快的达到工作温度，减少低温导致的额外摩擦。
排气管采用了双流道设计，1-4缸和2-3缸的排气道分别集成，配合合理点火顺序，可以大大的减少排气背压的相互干扰，提高排气效率。另外缸盖集成排气歧管的方案也可以减少发动机的零件，减轻发动机的重量，有效地降低车辆重心。
此外，骁云1.5L的发动机的进气歧管也专门针对性的进行了优化，可以说放弃了低速增扭和高速增加进气量的进气歧管优化，而专心把优化集中在提高中负载高效率上，提高高热效区的进气效率。
还有一个就是采用多点电喷技术，猛一看多点电喷好像是开了历史的倒车，放弃直喷技术不用而回到一二十年前的技术。实际上这电喷系统在这台43.04%热效率的发动机上反而是更好的选项。理由一：经过优化的进气高滚流技术可以有效提高混合效率。理由二：高效区间进气量高，混合效率也能提高。理由三：冷却废气循环虽然说是冷却，但是依然能有一百度左右的废气，可以十分有效的提高汽油的蒸发效果。而且，汽油蒸发吸热又能提高进气效率，反而能提高发动机的效率。理由四：不需要高压油泵，省去了高压油泵的损耗，而且还减少了噪音提高了NVH效果，还减少了很多重量。最后也是最重要的，比亚迪这一套电喷系统采用了双轨8喷嘴的配置，每个缸分别在靠近进气门和远离进气门的地方设置了两套喷油嘴，兼顾瞬时相应和高混合效率。

▌骁云-插混专用涡轮增压1.5Ti高效发动机

比亚迪为了能让DM-i能够覆盖C级车，还专门设计了增压1.5Ti高效发动机，40%的热效率也达到了全球领先水平。

这款1.5Ti发动机与之前1.5L发动机的区别是12.5的高压缩比（自吸发动机的压缩比和增压发动机的压缩比不能简单比较高低，这涉及到发动机的进气效率和压力的问题。一般来说，同排量的增压发动机实际进气量要大于自吸发动机，这就导致发动机压缩上止点时增压发动机的实际压力要比自吸机大，所以在实际标注压缩比时增压机要低于自吸机。），相同的米勒循环。增压器方面使用了可变截面涡轮增压器，这种增压器可以在更宽的转速范围内提供增压，特别是可以在保证低转速的增压效果的时候不会影响高转速的排气压力。正是因为这些技术的应用，才使得这款增压发动机的热效率如此之高。但是这一切在1.5升自吸的43.04%光辉的照耀下变得那么黯淡无光……

▌DM-i系统的核心——EHS电混系统

DM-i超级混动的核心系统比亚迪称之为EHS电混系统，是串并联架构的双电机结构，工作原理传承自DM1代（DM1的工作原理可以参考上面所述），以电驱动为中心重新设计并进行了全面的优化，并根据驱动电机的功率分为EHS132,EHS145和EHS160三款，适配A级到C级的全部车型，其中EHS132和EHS145采用骁云1.5L高效发动机，EHS160采用骁云1.5Ti高效发动机。

为了说明比亚迪的EHS做了哪些改进，这里先介绍一下现在新能源汽车所采用的两种电机绕线方式（都可以用在励磁电机和永磁电机上）

这是特某所采用传统的铜线绕组，因为铜线为圆形截面，多股线并行缠绕，所以槽满率（就是固定铜线的开槽中铜线的比例）比较低，空间浪费多。另外，因为缠绕结构的问题，散热较难，发热量较大，功率密度很难进一步提升。

这是扁线电机，也叫发卡电机，这次比亚迪DM-i的电机就采用了这种技术。扁线电机相较于传统的电机，制造加工难度较大，加工精度要求高，必须采用自动化设备进行生产，发卡绕组几乎不可能用手工打造。扁线电机的优点是槽满率高，比传统电机高50%以上，可以达到70%甚至更高。散热性能好，一方面是表面积加大，散热面积大；另一方面是绕组之间接触面积大，空隙小，导热能力更好。绕组端部短，也就是绕组两头接线所需要的空间更小，节省更多的空间。体积更小，可以有效减小电机的体积，提升功率密度。另外就是NVH更好，因为开槽形状不一样，电磁噪音更低。

扁线电机的技术一直是被国外电机厂所把控着，虽然早已可以自动化生产，但是一直到最近才有几家国内电机厂商宣称要量产扁线电机，比亚迪在不声不响之间就直接推出了高性能量产产品。根据网上可以查到的找资料，19年中旬就有人提到比亚迪正在量产扁线电机。

这是一张传统的扁线电机的结构，比亚迪在这个基础上又进行了优化和改进，下面我们来仔细了解一下比亚迪的这套EHS。

首先让我们看一下比亚迪这套EHS的介绍视频：

比亚迪EHS超级混动驱动模式展示视频

灰机君的视频

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视频看完了，28秒的视频全部都是干货，下面就由笔者来分析介绍一下展示出来的黑科技。

这里展示了EHS系统的主要特点：比亚迪EHS电混系统的驱动电机有三种不同的峰值功率，分别是132kW、145kW和160kW。根据内部消息，132kW和145kW版本所搭载的发电机的峰值功率是75kW，160kW版本所搭载的发电机的峰值功率是90kW。三款电机转速都高达1万6千转，扭矩都超过了300N·m，单纯从数据上来说至少是秦Pro EV的级别。
另外它集成了双电机双电控，没有外部线路，降低线路损耗提高了可靠性。与第一代DM相同的串并联结构，单档直驱，大大提升了传动效率

EHS系统的两个超高转速电机为并列式设计，发电机直连发动机，通过离合器与减速器通过减速齿轮相连。驱动电机直接通过减速齿轮与减速器相连。

简单的单速减速器架构极大的提高了传动效率，湿式离合器确保了离合器的寿命和稳定性，而且可以在急加速时传递更高的扭矩，进一步提高系统性能降低能量损失。

双电机控制器高度集成，并且采用电动与电机三相直连技术，极大的减少了连接线缆带来的能量损耗。同时，采用比亚迪现阶段最成熟的第四代IGBT技术，电控的综合效率高达98.5%，并且使得电控高效区（即电控效率超过90%的区域）占比高达93%，极大的降低了电控损耗，提高效率。

比亚迪最新的扁线成型绕组技术，让电机的最高效率达到了97.5%，通过技术优化，电机的额定功率提高32%，高效区间（效率大于90%的区间）占比高达90.3%，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。

直喷式转子油冷技术相较以往电机通过在外壳上设计水道降温这种间接降温方式，直喷油冷技术能缩短传递路径，通过冷却油直接均匀的冷却扁线绕组，散热能力大大加强。相比传统冷却方式，电机额定性能大幅提升32%。另外，以往的散热方式无法对转子进行冷却，而转子的永磁铁是十分惧怕高温的，比亚迪的直喷式转子油冷技术可以直接冷却转子，使得电机在极端工况下可以坚持更长的时间，提供更高的性能。

以上的一切，造就了比亚迪EHS电混系统无与伦比的性能。

这里展示了EHS系统的动力传递路线，但是比亚迪在这里耍了个鸡贼，表示的图片有错误，我决定用我小学老师教的作图方式来搞一个正确的示意图。

在这里，说几个可能会忽略的细节
首先就是双油泵设计，分别由发电机和差速器带动，分别给发电机和驱动电机进行润滑，发电机的油泵是连接到湿式离合器的输入端的小齿圈上的，差速器的油泵是直接连接在差速器的齿轮上，车动就能泵油。个人猜测有可能在低转速高负载的情况下，比如堵转的时候，由于油泵不能工作，无法对电机进行冷却而让电机快速进入热保护状态，但是考虑到EHS系统，甚至DM-i车辆的定位，这种情况不太可能出现，属于极低极低概率的情况。但是也有可能会有油道联通两套润滑线路，在驱动电机油泵不能工作的时候，让发电机这边的油泵提供一定的散热支持。

其次就是湿式离合器，发动机的动力通过离合器后，再通过齿轮把动力输出到中间轴上，然后在把动力通过主减速器和差速器输出到驱动轮上。

另外仔细看动图，发动机的动力是通过套轴输出到湿式离合器的对面，而靠近发动机的一侧反而是从动的。笔者也是看了好久才确定比亚迪这个变速箱是设计了个套轴，仔细思索了之后不由得感叹确实精妙。为什么这么说？因为发电机和驱动电机因为功率的不同，驱动电机要更厚一点。比亚迪为了节省变速箱空间，把油泵的驱动齿轮塞到了发电机和离合器之间的缝隙里，充分利用了这部分空间而且不影响其实齿轮的摆放。

至于动力传动路线，笔者认为这个动图已经很清晰了，在此不再进行赘述。

这张EHS系统的爆炸图清晰地展示了EHS系统的结构，区区几个齿轮配合并列双电机就完成了整个车辆的驱动、发电、回收等所有功能。相比之前DM1的串联式结构，体积减小了30%，重量降低了30%。比亚迪就是通过这一寸寸，一克克的精打细算让DM-i的能耗降到了惊人的地步。

EHS系统的电机相较以往传统的电机，图中左一可以看出比亚迪的扁线电机扭矩更高，恒功率区间更广，使得加速性能更好，后备功率更充足，说明EHS电混系统在极致效率的同时也没有抛弃性能。左二的电机效率MAP可以看到扁线电机的高效区间覆盖范围大大超出了普通电机，高功区间可以覆盖更多的工况，这为DM-i优异的能耗表现打下了坚实的基础。左三是直喷式转子油冷技术的示意图，变速箱油进入转子后，从正反两面甩出，直接作用到扁线绕组上进行降温，同时保证转子本身也可以直接降温，大大提高极端工况下的可靠性，延长电机的使用寿命。而自主研发的第四代IGBT芯片更是提供了高达98.5%的电控效率，可以说把没一点电都榨的干干净净。

▌DM-i超级混动专用功率型刀片电池

比亚迪在开创性的发明刀片电池之后，又针对混动平台开发出混动专用的功率型刀片电池。根据研判，通过内部串联电芯的设计，在一节刀片电池内串联了6节软包卷绕式电芯，通过改造老的生产设备可以快速上马功率型刀片电池的生产。单节20V的设计也保证了低电池容量的混动电池包可以有足够的电压来保证驱动效率。

按照杨院长说的电池包电量从8.3kWh到21.5kWh不等，功率型刀片电池单节容量最高可达1.53kWh，单节电压20伏这三个数据可以看出，功率型刀片电池的电芯容量可能会根据车型的不同而不同。上图所示的电池包的刀片电池是纵向排列，这样做最大的好处是比横向排列更进一步的节省电池包的空间，提高电池包的功率密度。而且可以大幅降低结构复杂度，电芯采样线、电线、数据线等只需要布置在车头这一侧即可。根据车型的不同，电池包的主要变化是在长度上，也就是电芯长度会有变化，为了保证单节20V的设计，电芯的容量会有变化，考虑到比亚迪传统的锂电池电芯容量有很多，串联型刀片电池生产难度提高有限，不会对生产产生太大的影响。

磷酸铁锂的稳定性就不用多说了，刀片电池穿刺试验已经属于小孩子过家家，高温灼烧都可以保证电池不起火不失控。而磷酸铁锂稳定的材料晶体结构配合先进的热管理系统，可以让刀片电池的寿命更长，经过这么多年的改进，笔者相信DM-i的超级混动专用功率型刀片电池的寿命可以与整车同步。另外，比亚迪的磷酸铁锂技术一直都比较先进，电池放电倍率可以轻松超过15C，就算最低电量版的8.3千瓦时电量的电池组也可以轻松支持EHS132的132kW功率需求。而磷酸铁锂充电倍率也可以轻松做到5C以上，配合峰值功率75kW/90kW的发电机完全没有问题，也可以应对瞬时大功率回收，让系统的能源利用率进一步提升。

众所周知，针刺试验是对电池最苛刻的挑战，连国标都因为几乎没有电池可以通过针刺试验而取消了相关的要求。针刺试验主要目的不是为了测试电池包破损外物入侵的情况，而是测试当电芯内部极板上因为质量问题或者充电不当引起结晶锂枝刺破隔膜引发因内部短路，或者制造时有杂质混入引发内部短路导致的热失控。比亚迪刀片电池完全可以在内部短路的情况下保持稳定，保证电池的安全。另外电池包采用无模组设计，刀片电池和包体设计融为一体，形成稳固的蜂窝状结构，大大的提升了电池包的强度，也让空间利用率高达65%提升了电池包的能量密度。

超级混动专用功率型刀片电池采用了最新的脉冲自加热和冷媒直冷的技术。脉冲自加热更是全球首款搭载这个技术的动力电池。电池控制器通过控制电池短时大功率充放电，让电池内部发热，达到了加热电池的效果，同时也满足高安全的要求。因为是自体加热，加热均匀性更好，而且发出的热量全部用于提高电池温度，比传统的加热冷却液再加热电池包的方式，加热效率提升10%以上。

而冷媒直冷技术在笔者看来类似冰柜，冷媒直接通入位于电池包上层的冷却板上，冷却板直接冷却电芯，比以前通通过水冷系统这个中间商赚一圈差价的方式，换热效率更高，而且制冷技术的换热能力也更高。

在充电方面，比亚迪的DM-i不仅搭载了3.3kW和6.6kW的交流充电，DM-i超级混动长里程版还搭载了大功率直流充电，30分钟充电80%。同时，通过设置预约充电可实现峰谷用电。比亚迪在未来还将推出云服务一键电池加热预约出行的功能，确保出行时电池处于最佳状，让充电更智能，让出行更便捷。

3. DM-i是如何工作的

EV模式下，车辆纯电行驶。

减速制动时，通过能量回收，节能高效。

城市工况，道路拥堵时而电池馈电时，HEV串联模式，也就是增程模式可以获得更高的燃油效率，还能享受纯电的驾驶感受。

高速巡航时，发动机通过高效的单级变速器直接驱动车辆，效率高。

遇到高负载工况时，发动机和电机共同发力，获得更好的加速性能。

当电量充足时，DM-I超级混动可以当做一辆纯电动车，具有静谧、平顺、零油耗等纯电动车所有的一切优点。而在电量耗尽的时候，DM-i则化身为一辆具有超低油耗的混合动力车。根据比亚迪的测试，在馈电时的城市工况下，得益于高发电功率和高功率的刀片电池，只需要18%的串联工况让发动机处于高效区发电，就可以在保证电机驱动车辆的同时对电池进行充电。而这些电能可以在城市工况下提供81%的纯电行驶占比，大大地降低了油耗。同时，99%的电机驱动占比提供了无限接近纯电的驾乘体验。

在NEDC工况下，由于有长距离的高速行驶，车辆有的并联混动占比上升到12%，电机串联驱动占比为18%。在NEDC工况下，车辆串联和并联下发出的电还能支撑70%的纯电行驶占比，在这种情况下，总计电机驱动工况还是达到了88%的占比，依旧保证了纯电行驶的感受，这充分的证明了DM-i的极致高效。

在我国下一步要适时地WLTC工况测试中，更激进的测试方法、更长的高速行驶里程、更高的测试车速使得并联占比进一步提高到18%，串联占比也增长至28%，但是仍能提供54%的纯电行驶占比。在WLTC这种十分苛刻的测试调价下，依然超过8成的电机驱动工况让DM-i更像是一辆纯电车辆。

在高速工况下，发动机能工作在高效区间，系统以并联直驱为主，加减速时切换为串联驱动来保证发动机一直处于高效工作区间，利用超过40%的热效率来保证极低的燃油消耗，从此摆脱高速油耗高的帽子。

综合以上工况可以看出，DM-i超级混动的系统设定完全围绕着尽量用电，发动机只工作在高效区间的理念下，让驾驶感受无限接近于纯电的同时，近乎变态的去降低油耗。

4. DM-i低油耗的秘密

DM-i能做到超低油耗的第一个原因就是它的大容量大功率动力电池。传统的混合动力电池容量在1度上下，可以调整的SOC区间不超过50%，能调动的电量只有0.5度以内。而DM-i的大容量动力电池，最小的电池容量也有8.3度电，SOC智能调节区间为20%到70%，至少可以在4度电内进行调度。这使得车辆可以发动机启动一次发更多的电，让车辆可以长时间纯电行驶。而刀片电池的充电功率是普通混动电池的两倍，内阻更低，充放电效率优于传统混合动力的10%。

DM-i超级混动的系统架构让发动机和行驶完全解耦，发动机只需要专心工作在最佳效率区间即可。通过左边的图可以看到，传统的燃油车因为要应对不同的工况，如怠速、急加速、带挡滑行等，使得发动机的工况遍布各个点位上，大部分工况都处于十分低的燃油效率下，形成了一个“面”。而DM-i超级混动在大功率大容量的刀片电池以及大功率的发电机和电动机的支撑下，发动机可以只专注于一个事情，就是工作在最佳的转速和负载下，多出来的功率由发电机和大功率电池消化吸收，这使得发动机的工况成了近乎一条线，发动机高效区占比高达70%。

整场发布会中，最重要的就是这两张图。

首先看左边的发动机效率图。这个图展示的是发动机在各转速/扭矩下的热效率，通过大概计算可得知在最高热效率43.04%处大概为28kW的输出功率。而整个发动机在1400转\分3300转\分之间，扭矩在85N·m135N·m之间，可以有超过40%的热效率，大致覆盖了15~40kW的输出功率。得益于综合30%的能量回收率，秦PLUS DM-i的城市平均能耗预计在10kW上下，宋PLUS DM-i的城市平均能耗预计在12kW上下，混动状态下发动机可在40%热效率范围内可以做到40kW的输出，接近30kW的充电能力。而根据之前的工况覆盖图的点位分布来看，DM-i更多的将发动机工况控制在43%的左下角一片，大概是20多kW的功率，那么长期10kW的充电功率对于电池来说也是很舒服的，可见比亚迪对发电功率的优化还是倾向于寿命。

右边这个电机功率图就厉害了，90%以上效率覆盖了绝大部分面积，95%以上也占据了6成，基本上可以说除了静止状态一脚油门闷到底之外，绝大部分时刻想怎么踩就怎么踩，电机一直都工作在高效区间。这也说明了之前媒体试驾的时候为什么很多媒体人没有刻意的采用节油的方式去驾驶但是油耗出乎意料的低的原因。

通过发动机工况图、发动机效率图和电机效率图，可以看出DM-i的目标是把效率做到极致，每个部件都专心做自己的事情而不需要担心其他的问题————发动机专心工作在最佳工况下，而不用担心输出的多余的动力浪费掉；发电机、电动机专心发电、驱动车辆，不用担心电不够用或者用不完；而电控在满足系统用电需求之后，对电量多的存入电池，少的从电池中获取。三电的高效协同让它们只需专心工作在最舒服的状态下，高效就这样奇迹般的产生了。

另外，比亚迪从14年的第一代秦开始，就在新能源车上面全面使用12V磷酸铁锂电池，它具有独立的电池管理系统，实现了智能的充放电控制。这么多年来电瓶亏电这个事情几乎跟它绝缘。而得益于电池的优异性能和智能的电池管理，磷酸铁锂小电池相比铅酸电池综合效率提升了13%。

5. DM-i的出色表现

▌超低油耗

工信部针对插电式混合动力汽车有两个油耗指标，分别是基于纯电里程的算法油耗和最低荷电状态下的亏电油耗。

秦PLUS DM-i做到了百公里3.8升，宋PLUS
DM-i做到了百公里4.4升，而唐DM-i(图片|配置|询价)由于搭载的是热效率40%的1.5Ti发动机，油耗相比秦宋两兄弟略微有点高，但是也仅仅是5.3L/100km的油耗。均远低于同级别的燃油车和混动车。

▌静谧平顺

超级混动架构决定了亏电时的电机驱动占比超过80%，特别是城市工况下，电机驱动的占比接近100%，实现了如同纯电般的驾驶感受和静音体验。在核心的EHS电混系统和发动机上，NVH表现均达到了行业领先水平。另外，通过系统的优化控制，让发动机尽可能的工作在NVH舒适区，极大的减少了发动机的噪音和震动。这一切，使得整车的NVH表显堪称完

▌卓越动力

系统总功率这里，发动机附加功率在EHS132和EHS145上面只提供了28kW的功率，个人猜测一是为了尽量让电机和发动机工作在最佳工况下，二是为了直驱时发动机能工作在最高热效率范围内，齿比设计的特别偏向于高速行驶，这直接导致发动机在正常车速范围内发动机功率最高也就是20kW到30kW（如果100公里时速时直驱的转速点落在最高热效率上，那转速要2300到2400转，那么车速在50公里时发动机的有效功率也就15kW上下了）。因此发动机和电机的最大功率电很有可能不能重合，所以导致发动机只能提供28kW的额外功率。EHS160则是因为1.5TI发动机有涡轮增压，扭矩平台大功率也比较大，可以在更广的车速范围内提供更多的动力。不过就算如此，DM-i的加速能力也达到了同级别合资车的优秀水平，动力家用完全足够了。