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8年磨一剑 冰雪试驾比亚迪混动4驱唐

列宁格勒

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2015年1月,比亚迪第一款混动4驱唐正式亮相。而这款集成了比亚迪发动机、变速器、电动机、电池、4驱系统以及整车控制策略精华的混动车从2007年就开始立项研发了。

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2008年,笔者在北京比亚迪模具厂基地抢先评测了,比亚迪第一款电动车F3e。虽然这款车没有上市,但是在比亚迪将电动机与铁电池“完美的结合”后,发现研发电动车不仅仅需要造车的经验,更需要时间积累动力、电池、以及控制软件的应用经验。而此时,唐的项目已经展开了1年有余了。自此之后,F3DM、e6、、K9等电动混动车陆续推向市场,唯独唐(曾经试用S6DM的代号)直到2014年初才有琐碎信息流出。

1、唐的技术提升:

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量产的唐将会采用2.0Ti+6前速湿式双离合变速器+前电机+电池组件+后电机的动力驱动组合。

即便是在2015年1月比亚迪厂家组织媒体进行的“0-200”的加速试驾会,唐的整备状态都没有最终确定。当然,“汽油机+自动变速器+前电机+电池组件+后电机”的硬件组合,以及前驱动桥(汽油机+电动机)后驱动桥(电动机)联合推进测试4驱的软件,从唐(S6DM)在2007年立项时就被确定了。从2007年至2010年,唐的动力总成,采用1台自产2.0自然进气发动机+2台小功率的电动机(前后)以及还不完善的4速自动变速器进行技术验证。2011年后,正在研发的1.5Ti直喷汽油机和6前速干式双离合变速器,被应用在唐上进行第3次提升标定参数后的测试。

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唐的后驱动桥,因为增加了1台后驱动电机以及减速器而变得更加复杂。

虽然唐(S6DM)的整车结构与S6几乎完全一致,但是唐采用的后驱桥比S6更加复杂。因为S6只是2驱车,而唐的后驱动桥包含了1台驱动电机和减速器以及驱动半轴,为此比亚迪为唐的后悬架在保证足够的强度的同时进行了材料和结构以及调校上全面优化。与西门子合作为唐的前后驱动桥的车架、连杆、减震甚至是胶套进行调校。通过在新西兰以及中国境内具有代表性的环境和路况进行实地测试,以便获得更详实数据并积累的大量的调校悬架方面的经验,改进减震器阻尼系数与铝合金后拖曳臂以及下摆臂的强度。

2013年,2.0Ti增压直喷发动机、电动机、磷酸铁电池和混合驱动系统的整车应用经验,都已经为唐的项目组带来了一次又一次技术标定的提升。尤为明显的是第2代铁电池(能量密度接近150)技术的换代,和电动机轻量化的进程尤为顺利。在提升电池能量密度的同时,减轻了电动机以及整车重量,换来的是唐在纯电驱动状态的续航里程介于70km至90km范围。

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比亚迪唐的前后驱动电机在外观上有所不同,但在工作模式上保持着较高的一致性。这点对于切换至电动4驱工作模式的整车控制姿态至关重要。

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经过F3DM的技术验证,比亚迪对电动机进行了合理的轻量化改进。

而唐的前驱动电机降低了电机定子的质量(28kg)后,反而提升了电动机功率质量比(3.9kw/kg),额定电动机最大转速达到12000r/min(在目前测试中唐的后驱电机转数为10000r/mis,区域保守的标定数值),与其匹配的高性能减速器,既可保持处于高转速运转的电动机输出额定功率,又可减速至合理且可被接受的扭矩输出范围。

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在吸收了秦的动力“过剩”与续航里程“不足”(通过调节控制策略和优化硬件,纯电续航里程超过100km的秦即将推出)的经验,工程师为唐的系统,特别增加了对SOC(人为调整电池警戒最低电量来换取更多的纯电续航里程)调节的程序。

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SOC的标定点可以从100%至15%的调整,这意味着重新预设合理的电池最低电量,可以增加10km至23km不等的续航里程。而增加“怠速发电”功能,优化“行车发电”效率,也从侧面提升了唐的纯电续航里程。

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位于牙克石博世冬季测试基地的唐,正在进行相关技术标定(上图有亮点请自行脑补)

5月后量产唐的行驶模式,将会从现有的EV、HEV的2大类4小状态,增设城市、乡村、沙地等预设操控模式。当然全景天窗也将首次出现在比亚迪产品线中。

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2、唐的10%、20%爬坡(脱困)测试:

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此次牙克石冰雪试驾重要1个评测环节,是在唐单侧前后车轮行驶10%、20%陡坡的冰面上进行爬坡。这就意味着,唐的右前后车轮(或左侧)处于轮胎附着力极地的冰面上,而对象车轮在具备轮胎附着力的正常路面上。通过在不同坡度的行驶,解读唐电动4驱系统的高效快速介入优势。

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如上图所示,笔者驾驶的唐在10%坡面上缓慢加速,右侧前后驱动轮出现极短的打滑,车身稳定系统控制下的后驱动桥调整了输出扭矩后顺利驶向坡顶。

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在全油门(油电混动状态下)状态下,瞬时输出最大扭矩,因而唐的车身出现短暂扭曲。如上图所示,唐的动力输出到前驱动桥多于后驱动桥,但所产生的前后桥轮速差并不影响其顺利爬坡(脱困)。

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混动状态下,1台汽油机与2台电动机同时做工,在附着力较低的路面行驶,非线性的扭矩输出,并不见得是件好事。

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在笔者使用纯电(EV)模式进行爬坡(脱困)测试,发现较混动模式动力输出有些“缓”但是更线性前后驱动桥的动力分配的更均匀,那种厚重敢甚至给笔者一种驾驶V型6缸SUV的感觉。从技术架构来看,唐在EV模式下前后驱动桥的扭矩配比更合理,4条轮胎始终可以分配到最佳驱动力。

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同样是20度坡,混动状态的唐在全油门工况下,前后驱动桥分配到的不同驱动力,使得左侧2条低附着力车轮与右侧正常状态车轮出现了“较劲”的情况,由此导致车身扭曲。在经过1s(因为没有时间概念,这个1秒时间只是笔者估算)后,唐的动力经过5次重新分配,车身姿态稳定并前后驱动桥正常运作爬至坡顶(脱困)。

3、唐的冰雪道路实测:

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在博世的牙克石测试场内的19号操控路面进行ESP开启关闭后的操控对比感受。ESP:车身电子稳定系统(Electronic Stability Program,简称ESP)博世公司的专利。目前比亚迪唐使用的ABSESP系统为博世提供。

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开启ESP的唐,在冰雪路面上表现的中规中矩。车速控制在70km/h,加速转向与紧急变线等动作完成的毫无压力。即便是在时速超过轮胎与冰雪摩擦力后,EPS系统会主动介入,对失去附着力的车轮进行制动干预,以保证车身姿态恢复到可控状态。

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在混动模式下,全油门状态的唐,车身重心后移,直线加速时车身姿态正常,没有出现因驱动力分配不及时导致的横摆。

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而关闭ESP后,在时速超过50km/h,进行绕桩动作时,就会因转向不足和车身重心变化而导致失控。尽管后驱动桥一直在努力为整车提供动力,笔者也试图通过反打方向盘与轻点油门踏板来调整姿态,最终还是冲过桩桶,车身反复扭曲4、5次才恢复正常行驶姿态。

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上图是关闭ESP后,中速(65km/h)通过桩桶时,唐仍然处于笔者掌控状态的特写。

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重新开启ESP后,唐在冰雪路面的极限行驶速度因弯道角度不同,或介于70至95km/h。

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开启ESP的唐,在冰雪路面上,整车控制系统仍然在对4条车轮进行速度差的监控。

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上图是开启ESP时,唐以70km/h速度进行绕桩动作特写1。

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上图是开启ESP时,唐以70km/h速度进行绕桩动作特写2。

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之前爬坡(脱困)测试的有意思现象又出现了,在混动模式下,唐的4驱系统虽然一直处于工作状态,但是前后驱动桥释放的扭矩在合理的范围内进行调整后,仍然倾向于“前重后轻”。那么在冰雪路面上采用EV(纯电)模式测试,唐的后驱动桥反而介入的较前驱动桥早。如上图所示,在原地“全油门”启动时,后驱动轮因扭矩的瞬时释放,而出现空转,前轮虽然也在空转,但前后轮空转速率出现较大差距。

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EV(纯电)模式下的唐,为了提升驱动效率,将后桥的动力分配的更大些。当车辆完成加速启动后,前后动力分配将会保持最佳的50:50的比例。当然如果某1条车轮甚至3条车轮都出现驱动力降低甚至丧失,那么只要有1条车轮具备驱动力都可保持车辆安全行驶。

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为了更好地感受EV模式下的唐4驱系统的优势,笔者分别在环形冰雪跑道与长约2km的复杂冰雪路面(长直道、大角度U行弯、连续S型弯)进行评测。

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在开启ESP,EV(纯电)模式下,唐再启动后由近乎“后驱”姿态迅速调整到“全驱”姿态。在混动模式下时速超过73km/h,就会在环形跑道ESP系统就会频繁介入,强制车速保持在安全范围内。而在笔者采用EV模式下,车速提升至80km/h,车身仍然保持稳定,车轮胎面与冰面的摩擦力正常,车身姿态正常,ESP系统没有介入。

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好吧,在环形跑道以及2km的复杂路面上,关闭ESP并采用混动模式驾驶很容易失控,或冲出跑道或转向不足。前驱动桥的动力多数的时候大于后驱动桥,以这样的模式在高速入U型弯的时候就很容易因转向不足而冲出赛道。

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笔者试驾唐的时候,因为拍照走神导致入弯速度过高,而转向不足,冲入路肩。

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同样的状态,混动模式全油门起步需要多次修正方向盘,以保证车身姿态正常。EV(纯电)模式“全油门”起步,只需要1、2次修正方向盘,就可保证车身姿态正常。

而在开启ESP采用EV模式驾驶唐时,启动一瞬间后驱动桥动力输出大于前驱动桥,由此来抵消因重心后移使得前驱动桥失去的抓地力。左右侧车轮因为轮胎摩擦力不均,被整车控制系统快速重新分配动力,车辆起步姿态明显优于混动模式。

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在EV模式下进行绕桩与环湖高速行驶时,内外2侧车轮产生的轮速差,也因为省去了机械(电子)四驱系统的产生的延时而可更高效的保持车身安全姿态。在绕桩的时候,笔者驾驶混动模式的唐入桩速度较EV模式下普遍慢10km/h。

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环湖科目时,唐的电动4驱系统一直在调整内外侧车轮的速度,并不像有些搭载电子4驱系统的SUV那样,对失速的车轮进行强制制动。唐的的4驱策略强调的是,对4条驱动轮进行2-3倍的调整速度(较搭载机械4驱以及电子4驱车而言)来获得更精准的车身姿态。这就要求比亚迪的工程师们拥有较高的电动4驱调校的经验了。这对平均年龄不超过33岁的技术团队而言,实在是难能可贵了。

4、唐以后的技术研发:

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作为比亚迪第2款混动车,第1款混动4驱车,如果是混动模式下动力偏重前驱动桥输出,在某些特性上更好像是1台前驱车。当采用EV(纯电)驱动模式下,那么唐就是1台车彻头彻尾适时4驱车。前后驱动电机均为110kw,只针对所在驱动桥进行动力输出(根据实际工况,对2条驱动桥的4只车轮进行多次动力分配)。

在笔者看来,唐的出现既是偶然也是必然。技术的发展以应用必须要遵循科学规律。比亚迪从制造传统汽车为基础,研发电池和电动机以及车辆应用的技术,从第1代F3e(电动车)、F3DM(混动车)、e6(电动车)、K9(电动大巴,装载轮边电机)、秦(混动车,1.5Ti+6前速干式双离合变速器+电动机)到唐(混动车4驱车,2.0Ti+6前速湿式双离合变速器+前电动机+后电动机)出现,各种新技术循序渐进的被应用到最新车型上,既保留了前1代车型使用经验,又增加了新开发的技术。另1条线传统车新技术和制造经验又应用到新能源车上,在保持核心技术领先同行业的时候,对比亚迪新能源车的舒适性进行提升。 那么下一代比亚迪的新能源车用将会应用到那些新技术呢?正如2013年笔者撰写的比亚迪技术研发的稿件中指出,采用汽油机为发电机提供能量,产生的电能驱动4轮边电机,并靠轻量化的铁电池存储能量,这样的混动车将成为比亚迪即将推出的全新车型。

或许唐的出现,只是比亚迪迈向另一个高度的开始。看似高不可攀的技术与22万余元的售价,将会随着比亚迪电池厂能的提升,整体成本的降低而变得更容易被市场接受。而研发生产唐所积累的经验和技术将会让比亚迪其他车型受益。

来源:第一电动网

作者:列宁格勒

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/37835

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