2021年終作品:超級(jí)混動(dòng)DM-i脈沖自加熱的利與弊(視頻腳本)

在動(dòng)筆寫(xiě)這個(gè)視頻腳本之前,我思考了很久。也許,這個(gè)視頻會(huì)給我?guī)?lái)很多壓力,因?yàn)槲蚁朐谶@條視頻中挑戰(zhàn)如日中天的比亞迪。?
EV模式電池升溫情況
測(cè)試1:-10℃左右戶外,HEV模式長(zhǎng)距離行駛2個(gè)小時(shí)/150公里后,電池溫度只有9℃。
測(cè)試2:-10℃戶外,HEV模式中距離行駛50分鐘/46公里后,電池溫度只有2℃。
測(cè)試3:-9℃戶外,EV模式中距離行駛1小時(shí)/47公里后,車輛耗能11度電,電池溫度上升25℃,進(jìn)入15℃以上的正常工作溫度區(qū)間。
脈沖自加熱的利與弊
之前在《全網(wǎng)首探脈沖自加熱》那個(gè)視頻中,我提到,比亞迪對(duì)解決冬季發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)問(wèn)題的升級(jí),可能是對(duì)脈沖自加熱程序更新了標(biāo)定。但現(xiàn)在,我對(duì)脈沖自加熱技術(shù)有了更深一層的認(rèn)識(shí),我覺(jué)得這項(xiàng)技術(shù)有利也有弊,并且在超級(jí)混動(dòng)這輛車上此設(shè)計(jì)有很大局限性。

我查到了一篇關(guān)于脈沖自加熱的論文,是清華大學(xué)歐陽(yáng)明高院士團(tuán)隊(duì)的研究,文章比較新,完成于2020年9月,第一作者是李亞倫同學(xué)。論文摘要中提到,使用最大加熱電流,電池溫度可以每分鐘上升8.6℃。

這篇論文的封面插圖信息量很大,完整地展示了該研究中的所有關(guān)鍵點(diǎn):
綠色部分是電路拓?fù)?,?fù)用車輛的電驅(qū),包括逆變器和電機(jī)繞組。
藍(lán)色部分是基本方法,電池分為兩組,通過(guò)電機(jī)的繞組,用脈沖電流充電,達(dá)到電池自加熱的目的。
黃色部分是實(shí)現(xiàn)結(jié)果,用一個(gè)40度電、60kW的電動(dòng)車(基本等同于一輛比亞迪的海豚)作為案例,展示了這種方法的升溫曲線。
假設(shè)電池溫度初始為-8℃,這種方法可以讓電池溫度在3分鐘內(nèi)上升到15℃之上,進(jìn)入理想的工作溫度區(qū)間。

但是,這種方法有一個(gè)致命的局限性,就是車輛行駛的時(shí)候不能使用。這很好理解,因?yàn)樵趫?zhí)行這種脈沖自加熱的操作時(shí),電池?zé)o法輸出完整的、連續(xù)的工作電壓,它正在用脈沖電壓充電。對(duì)于這篇論文的案例,電驅(qū)也被脈沖自加熱的操作占用了,無(wú)法驅(qū)動(dòng)車輛行駛。所以,如果用此方法,想讓電池達(dá)到合適的工作溫度,在啟動(dòng)車輛后,需要等兩三分鐘,車不能馬上開(kāi),這與燃油車的原地?zé)彳囶愃啤R坏┸囬_(kāi)起來(lái),這種方法就不能用了。

比亞迪的脈沖自加熱專利,與清華的這篇論文有一些差別。為了聚焦主要問(wèn)題,在這個(gè)視頻中,我不想展開(kāi)詳細(xì)的技術(shù)細(xì)節(jié),但我有一個(gè)推測(cè):比亞迪的脈沖自加熱同樣無(wú)法在車輛行駛過(guò)程中起作用。換一種更容易理解的說(shuō)法,超級(jí)混動(dòng)一旦掛上D擋,脈沖自加熱功能就失效了。
從電氣原理上分析,第一、第二電池組串聯(lián)起來(lái)輸出完整電壓給電驅(qū)供電的同時(shí),再進(jìn)行左右互搏脈沖自加熱是很難實(shí)現(xiàn)的,也許比亞迪有自己的專利,但以我的知識(shí)背景和經(jīng)驗(yàn),想不出來(lái)該如何設(shè)計(jì)。
從另一個(gè)角度看,也就是我的實(shí)測(cè)結(jié)果看,超級(jí)混動(dòng)這輛車在行駛很長(zhǎng)時(shí)間后,電池溫度仍然很低,這說(shuō)明,行駛過(guò)程中脈沖自加熱是不起作用的。否則,電池應(yīng)該早就進(jìn)入了理想工作溫度區(qū)間。

按理說(shuō),超級(jí)混動(dòng)有發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)有余熱,這些余熱既然可以給空調(diào)供熱,那應(yīng)該也可以給電池包加熱。但很遺憾,現(xiàn)款超級(jí)混動(dòng)的電池包沒(méi)有加熱的水路,所以,發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱無(wú)法送給電池包。
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有UP主對(duì)超級(jí)混動(dòng)的電池包進(jìn)行了拆解,展示了電池包內(nèi)部情況,沒(méi)有加熱的水路,但有4片加熱膜。(@Motorvoice?視頻)
該UP主認(rèn)為,加熱膜是為了讓加熱更均衡,也能提高加熱效率。我個(gè)人認(rèn)為,這個(gè)解讀從邏輯上講不通,因?yàn)槊}沖自加熱是由內(nèi)而外地加熱,其均衡性和效率肯定好于外部的加熱膜。
那么為什么設(shè)計(jì)這個(gè)加熱膜呢,我推測(cè),是為了在脈沖自加熱無(wú)法工作的時(shí)候,用加熱膜給電池加熱,例如行駛或充電的時(shí)候。這個(gè)加熱膜我估算了一下面積,約為0.3平方米。參考建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),這么小面積的加熱膜功率其實(shí)很小,也許只有幾百瓦。從視頻中也可以看到這組加熱膜的引線,不是很粗的電纜,并且使用了普通的控制線插頭。假設(shè)這根電纜工作電流可以達(dá)到10A,并且用動(dòng)力電池的高壓384V,那么這組加熱膜最大功率不到4kW。從我前面展示的實(shí)測(cè)效果來(lái)看,要么這組加熱膜功率不夠大,要么它基本就不工作。因?yàn)殡姵販囟群荛L(zhǎng)時(shí)間也上不來(lái)。
寒冷地區(qū)的購(gòu)車建議
我在之前的視頻中曾經(jīng)提到過(guò),我認(rèn)為超級(jí)混動(dòng)更適合在北方寒冷地區(qū)使用,這里我想對(duì)各位說(shuō)聲對(duì)不起,以我最新的認(rèn)知,這個(gè)說(shuō)法是不準(zhǔn)確的。
超級(jí)混動(dòng)總設(shè)計(jì)師楊冬生在發(fā)布會(huì)上說(shuō):超級(jí)混動(dòng)裝備了全球首創(chuàng)的脈沖自加熱,在寒冷的東北地區(qū)也可以使用。
但我想在這里挑戰(zhàn)楊總師一個(gè)問(wèn)題:脈沖自加熱在車輛行駛過(guò)程中,能發(fā)揮作用嗎?
此外,我在宋PLUS DM-i的用戶手冊(cè)上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)細(xì)節(jié)。在2021年3月25日版本的用戶手冊(cè)中,第42頁(yè)關(guān)于雙模系統(tǒng)的章節(jié)里只提到“車輛最佳使用溫度為25℃”。

但在2021年7月27日版本的手冊(cè)中,這個(gè)章節(jié)作了較大修訂,提到“建議在-20℃以上環(huán)境中使用車輛”。

我查了一下中國(guó)各地的歷史氣溫?cái)?shù)據(jù),基本上可以沿北緯45°畫(huà)條線,也就是說(shuō),長(zhǎng)春、烏魯木齊以北,數(shù)九時(shí)節(jié)的平均最低氣溫在-20℃以下的地區(qū),不適合使用超級(jí)混動(dòng)。

比亞迪對(duì)用戶手冊(cè)的這個(gè)修改,從技術(shù)角度上來(lái)看,是負(fù)責(zé)任的,但從商務(wù)及市場(chǎng)角度看,是不夠負(fù)責(zé)的。例如,既然你在黑龍江交付了超級(jí)混動(dòng),那么對(duì)黑龍江的車主,是否要給出額外的售后承諾,甚至補(bǔ)償?
當(dāng)然,北方寒冷地區(qū)的車主或準(zhǔn)車主也不必因此對(duì)超級(jí)混動(dòng)或者新能源車徹底絕望,得出不能購(gòu)買(mǎi)的結(jié)論。如果你有車庫(kù)和私人充電樁,那么基本就不用考慮什么零下20度或零下30度了。
很多問(wèn)題其實(shí)換個(gè)角度看,會(huì)有豁然開(kāi)朗的理解。例如,在北京,燃油車每周有一天尾號(hào)限行,一年大概有近50天無(wú)法使用,但很多北京市民還是在購(gòu)買(mǎi)燃油車,恐怕大多數(shù)人很難得出燃油車不適合在北京購(gòu)買(mǎi)的結(jié)論,對(duì)吧?
對(duì)比亞迪的建議
要想改進(jìn)DM-i在冬季低溫環(huán)境的電池表現(xiàn),我覺(jué)得可以考慮兩個(gè)方向:
1.?在現(xiàn)有硬件基礎(chǔ)上,改進(jìn)車輛控制策略,例如冬季使用增程模式,讓發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作于高效區(qū)間,一方面發(fā)出的電可以驅(qū)動(dòng)車輛,另一方面可以保持較長(zhǎng)時(shí)間給電池充電,有利于提升電池溫度。
2.?改變現(xiàn)有硬件設(shè)計(jì),為電池包設(shè)計(jì)加熱水路,充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱。當(dāng)然,終極解決辦法是使用熱泵。感興趣的朋友可以關(guān)注我未來(lái)計(jì)劃制作的關(guān)于熱泵的視頻。
自然界從不飛躍
我想再次重溫萊布尼茲的那句話:自然界從不飛躍。
我對(duì)超級(jí)混動(dòng)這輛車的了解不是一步到位的,走過(guò)彎路,有一個(gè)過(guò)程。剛開(kāi)始我看到了它的優(yōu)點(diǎn),但后來(lái)也發(fā)現(xiàn)了它的不足,我自己也可能有錯(cuò)誤的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí),包括在這條視頻中講的內(nèi)容。
大多數(shù)消費(fèi)者對(duì)新產(chǎn)品、新技術(shù)產(chǎn)生懷疑和焦慮往往是因?yàn)椴粔蛄私?,所以,發(fā)展的眼光和學(xué)習(xí)的心態(tài)很重要?!段遗c宋PLUS DM-i一萬(wàn)公里》那個(gè)視頻中,我說(shuō)這個(gè)冬天我會(huì)努力出更多的作品,讓三北地區(qū)的消費(fèi)者“認(rèn)可”超級(jí)混動(dòng)和新能源車。在這里,我要把這個(gè)說(shuō)法改一下,我想讓三北地區(qū)的消費(fèi)者更深入“認(rèn)知”超級(jí)混動(dòng)和新能源車。
我既不想替比亞迪粉飾太平,也不想對(duì)比亞迪隨意菲薄。唯有實(shí)事求是,才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題。在實(shí)踐中求真知,步步為營(yíng),久久為功,才是技術(shù)進(jìn)步的正途。
?希望大家能繼續(xù)用開(kāi)放的心態(tài)認(rèn)識(shí)新能源車,我們一起繼續(xù)深入探索超級(jí)混動(dòng)這個(gè)新技術(shù)。
最后,祝大家新年快樂(lè),用車順利!
關(guān)于我
2021年,關(guān)于新能源車和超級(jí)混動(dòng),我制作了55個(gè)視頻,寫(xiě)了超過(guò)10萬(wàn)字的文章和腳本。很多人對(duì)我可能有些好奇,也有評(píng)論說(shuō)我有錢(qián)也有閑。這里簡(jiǎn)單做一個(gè)說(shuō)明,我不是富二代,也不是官二代,只是蒙恩接受過(guò)中華人民共和國(guó)從托兒所到大學(xué)的全套免費(fèi)教育,這是我最大的財(cái)富。我原來(lái)在一帶一路方向工作,疫情是一個(gè)重大變故,海外業(yè)務(wù)很難開(kāi)展。但我也因此有了更自主的時(shí)間安排。中文“危機(jī)”這個(gè)詞很有意思,危險(xiǎn)與機(jī)會(huì)并存。這次疫情,我對(duì)這個(gè)詞的理解更深了一層,我很珍惜這段“有閑”的時(shí)光。