详解比亚迪F3DM双模电动车E.docx
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详解比亚迪F3DM双模电动车E
全面独家详解比亚迪F3DM双模电动车
比亚迪F3DM正面实拍
F3DM,所谓的DM(DualMode),就是双模式的意思,意味着该车有两种主要的工作模式:
分别是电动车模式(EV)和混合动力模式(HEV)。
F3DM的动力,由一台与排量1.0升的F0上型号相同,代号371QA全铝汽油机,外加两台永磁同步电动机M1和M2提供,电能储存在100块串联的磷酸铁钴锂电池中。
F3DM发动机机舱
F3DM的混合动力模式,有四种工作状态。
在中短途、中低速行驶的路况下,主要采用纯电动驱动方式,仅仅靠电池供电,电动机M2提供动力。
如果电量充足的话,也可以纯电动方式高速行驶一段时间。
带档滑行或者刹车等减速工况下,电动机M2不再消耗电能,提供动力,相反,电机反转,回收一部分损失的动能,为电池充电。
在温柔驾驶,反复起停的城市路况中,大约可以降低1/8的能量消耗。
F3DM独特的新颖标志
在纯电动模式,电池接近耗尽,电量达到20%底线的时候,371QA发动机启动,带动M1发电机为电池充电。
然后通过IGBT逆变器,为M2电动机供电,驱动F3行驶。
如果跑长途,长期处于混合动力模式,M1发电机在电池电量只剩50%的时候就将启动,充电到70%停止工作。
F3DM独特新颖标志
在电量充足,超高速行驶或者急加速的情况下,发电机M1、电动机M2和发动机371QA将协同工作,提供强劲的动力。
厂家宣传的最大功率是25+50+50=125KW,但这仅仅是一种理论上的可能性。
电动机M2的型号是F3DMB-2103,额定功率只有37kW。
而且371QA发动机,在节气门全开,接近6000转的时候才能发挥最大功率50KW,三种不同的动力单元同时达到峰值功率是几乎不可能的。
预计实际的最大功率,大约在80KW左右,比起1.6升DA4G18汽油机的73KW,高速动力绰绰有余。
中低速下,因为电动机低转速大扭矩特性,0~100公里提速仅10秒多。
据实测,F3DM急速可达150公里(表速160左右),但是,即使电池电量充足,这种状态只能持续不到15分钟。
如果不超速,100~120公里时速巡航,能够行驶一段相对较长的距离。
F3DM具体参数表
综上所述,F3DM虽然号称是双模式电动车,实质上更接近传统的混合动力,只是电池容量加大到了一般混合动力车的四倍左右。
类似的体系结构,在美国早就有人提出,并且申报了专利保护。
精通法律,肯定会通过相应的改进,合理的加以回避。
除此以外,F3DM还有哪些不为人知的所长所短呢?
比亚迪F3DM的四种工作模式原理图
纯电动模式
加速模式
减速模式
电动车之所以迟迟无法替代燃油发动机,电池的能量密度低,造价高是主要原因。
传统铅酸电池虽然技术成熟,成本相对较低,但已经没有提高改进的余地了,根本不可能满足长途驾驶的需要,更不用说污染大,维护复杂。
目前最成熟的是镍氢电池,也有难以克服的固有缺陷。
比亚迪在锂电池的生产研发上,具有先天的优势,不失为一种可选的方案。
前不久刚刚发布的雪佛兰VOLT,就使用了与F3DM容量差不多的锂电池,两者实现细节上有所不同,但性能表现接近。
长远来看,最有前途的是锌—空气电池与燃料电池技术。
虽然小型的一次性锌—空气电池早已实用化,燃料电池薄膜最近也取得了重大突破,但3、5年内仍然不可能推出有竞争力的车用型号。
F3DM的动力蓄电池种类,是比亚迪自己生产的磷酸铁钴锂电池,型号FADM07309,电池组标称电压330V,容量45Ah。
电池单体标称电压:
3.3V,由100块串联而成。
锂电池本身的稳定性就是一个难题,在串联的情况下,对一致性的要求更高,如果其中一个电池出现问题,将导致整个储能系统难以正常工作。
丰田普瑞
斯使用了成熟的镍氢电池技术,经过几年才完全稳定了质量。
F3DM所用的“铁”电池,国内有几十家厂商和研究机构可以小批量生产供货,能实现大批量低成本稳定生产的,寥寥无几。
车用锂电池,国际上最知名的是一家美国公司,属于通用的配套体系。
最近,松下、三洋、丰田,三家著名的日本电池与整车生产厂商,准备强强联合,取长补短,共同解决这个问题。
靠生产手机锂电池起家的比亚迪,虽然具备雄厚的实力,但耐用性到底如何,有待观察。
行驶里程
F3DM配置表1
F3DM标称的百公里耗电是16度,50公里等速的巡航里程为100公里,这仅仅是理想状态下的最佳表现。
首先,电池组的电压是330V,容量45安小时,即使不考虑内阻的损耗,保护电池放电到20%发电
机自动启动,最大的蓄电量,也不到15度。
F3DM配置表2
经过2000个充放电周期,锂电池的有效容量会降到80%以下,多电池串联的情况,内耗更为严重。
所有种类的电池,在低温条件下,性能会大大下降,极端条件下甚至接近50%,北方冬季室外的低温是个难以克服的障碍。
炎热的夏季,必须开启空调,寒冷的冬季,需要热风加温座舱,这都是电能损耗的大户。
F3DM电源插头
F3DMJ解剖展示车
厂家公布,模仿15工况循环条件,纯电动模式,最大行驶里程80公里。
通过对电动车实际驾驶的测试,激烈驾驶,行驶距离只能达到理想情况的30%左右。
DM实际路试,电池充满的情况下,几十公里后,电能也接近耗尽。
虽然在专用的充电站,10分钟可以充满50%,但用家用220V慢充,需要9个小时,才能基本充满。
充电站属于基础设施建设,尚未开展。
家用,需要有专用车位或者车库,另外购置安装一个成本2000块的充电桩,只有很少一部分个人用户能满足这种使用条件。
F3DM解剖展示车
纯电动模式,只能支持城市短途使用。
中长途,F3DM大部分时间工作在混合动力模式下。
这时候,30升的小油箱,考虑留有5~10升余量,最多只能连续行驶300多公里,有长途自驾经验的车主,能体会到其严重不足。
归根到底,F3DM是一辆城市用车,但这总用途,小一两个级别的小型车,也能满足需要,油耗与混合动力基本相当。
购置与使用成本
F3DM后座不算太繁杂的电源线路
在混合动力模式下,高速路况的油耗与传统的内燃机基本相当,城市工况的能量消耗有所降低。
标准工况测试,F3的油耗不到7.6升/百公里,混合动力可以节约10~20%,并不足以抵消增加的重量与成本。
F3DM后座不算太繁杂的电源线路
纯电动模式,百公里消耗16度电,成本大约¥10,比汽油发动机节约¥30。
锂电池2000个充放周期,原则上最大可以行驶20万公里,实际可能只有大约10万公里左右。
而且,混合动力车的维修保养费用,远远高于传统的汽油机柴油机轿车。
所以,当前的油价,仅仅考虑使用成本,与内燃机轿车的差价在3万之内,是实用化的临界点。
即使一切如计划,几年后F3DM降到了这个程度,除非油价飙升到¥10块一升,否则还是没有决定性的优势,而且到时候很可能会有新的技术,性价比更高的方案推出。
碰撞安全 化学性质极其活泼的锂离子,一旦在严重的事故中泄露出来,暴露在空气中,比汽油还危险,后果可能是灾难性的。
F3DM源自GOA理念的车身,在内部的正面碰撞测试中表现还不错。
但是,如果是侧面碰撞的话,尤其是被大型货车撞击,也许就不会那么乐观了。
本来,就算加强电池组的结构强度,放在后轴部位,或者后备箱,还是最佳的选择,可以提供最大的安全系数,争取最多的逃生时间。
F3DM碰撞
但是100块电池,体积庞大,重达300多公斤,F3DM空载甚至比1.5排量的F3最大重量还沉!
虽然油箱容积已经减小了将近一半,F3原型车毕竟是传统结构,不是飞度那种中置油箱,这种方案,空间布置和整车重量分配都是极其困难的。
将大型电池阵列,附加在底盘上,是个无奈的选择。
除了侧面和偏置撞击可能导致的问题,底盘的通过性也大大降低了。
F3DM换档按钮
在正常载重情况下,轿车的最小离地高度,一般是12~15厘米,F3DM很有可能不到10厘米。
如果是这样,通过隔离带都困难,托底的机会比较多,首当其冲的就是锂电池板,而且排气管、燃油与刹车油管路,就在旁边穿过。
这些先天的缺陷,导致F3DM的使用环境,定位在路况平整、行车秩序良好的大城市。
F3DM车型图
总而言之,虽然F3DM的原理并不先进,有一些固有的设计问题,但整个系统设计思路还是比较巧妙的,针对性很强,尤其适合国内交通拥堵,行驶缓慢的繁华都市。
在申报新车型时,比亚迪公司就明确提出,车辆使用区域是北京市、上海市、天津市、西安市、深圳市、杭州市、南京市、青岛市、厦门市、广州市、成都市、长沙市、济南市、武汉市等华中华南的大城市。
IGBT(绝缘栅双极型功率管)
与电力牵引机车类似,F3DM在纯电动与混合动力模式下,都采用了交流-直流-交流的驱动方式。
发电机或者充电插座,提供的交流电,通过整流,存储在锂电池中。
驱动车辆的时候,再通过IGBT逆变器,还原为交变电流,驱动高效的稀土永磁同步交流电机,为变速箱提供动力。
这样设计的目的,主要是为了提高效率、减小电机体积,避免直流电刷的大电流冲击。
各种原理的逆变器中,最近几年逐渐普及的绝缘栅双极型功率管IGBT,体积小,效率高,有无可比拟的优势。
为了有效降低成本,比亚迪公司自己设计IGBT控制部件,并且购买了宁波的一家半导体生产厂,准备大规模投产。
室外环境,高温高湿、昼夜温差极大、泥水飞溅、频繁的起停与振动,都是正常的使用条件,对IGBT的可靠性,是个严峻的考验。
不经过多年的使用验证,一切都是未知数。
比亚迪F3DM配置表
2008年12月15日,F3DM在深圳正式宣布上市,起价高达14.98万,比汽油机版本的价格高了8万以上,让很多翘首以待的消费者大失所望,其实这个价格高开的局面,完全在情理之中。
横向对比,F3DM的制造成本,特别是电池组,比丰田的普瑞斯还高,售价仅仅只有一半。
纵向对比汽油发动机的F3型号,也没有那么高的利润。
比亚迪的混合动力单元,造价5万,1.0升与1.6升排量发动机的差价仅仅几千块。
如果没有特别的税费优惠政策,一辆车出厂时,需要预交售价25%~30%的各种税费。
所以,零售价格在成本的基础上,溢价60%是合理的。
如果能够大规模量产,几年后,这个差价或许会减少到30%,这时候,F3DM的性价比才具有实际的竞争力。
早期阶段,受困于产能,F3DM也不可能面对家用车市场和出租车等行业用户,大规模投产至少要一年时间。
先期上市的雪弗兰VOLT也要等到2011年,通用的危机,随时有可能让这成为泡影,F3DM反而有可能在普及上拔得头筹。
首批的F3DM用户是深圳市**和建设银行深圳分行,数量仅50台,深圳市**补贴差价的60%,起了一个示范带头作用。
在某种意义上,机构用户属于小白鼠测试用户,从长远看,对技术的验证,非常有参考价值。
等到一两年后,F3DM正式进入零售市场,成本价格降下来,质量提高了,使用方便了。
F3DM不仅仅具备宣传价值,第一批注重环保的高端用户群才会真正出现。
动力系统参数
电动先锋试驾比亚迪F3DM双模电动车
试车地点
深圳
试车时间
2010-3
天气
晴
路面工况
综合路况
车辆提供
比亚迪
试车人员
图/文:
曾从智
车型
F3DM双模电动车
市场报价
16.98万元
编辑短评
√:
双模电动系统树立行业标杆,动力表现良好,充放电技术有突破
×:
充电配套设施有待发展,电池容量仍有提升空间
很少文章会一开头就给读者算账,但今天例外,因为我们的主角是刚刚开始面向个人销售的双模电动车比亚迪F3DM。
按照官方说法其在纯电动状态下百公里耗电16度,以居民用电0.6元/度算的话,相当于每公里花费9.6分钱。
而一台百公里油耗为6升的普通汽油车,加6.54元/升的93#汽油,换算得每公里花费39.24分钱(约4毛钱),是F3DM的4倍还要多!
或者你会纳闷,F3DM在纯电动状态下只能续航60公里,总会遇到也要喝汽油的时候。
是的,上面的计算基于最理想的状态,但问题的关键在于,这个理想状态并非完全没有可能实现,如果你狠心一点的话F3DM完全可以在整个生命周期内光耗电不烧油。
注意了,他是一台双模电动车,而不是我们之前所熟悉的油电混合动力车。
双模动力系统是怎么一回事?
我们不妨通过跟常见油电混合动力系统对比(如丰田普锐斯),来解析这一套比亚迪独创的双模动力系统。
两者的基本工作状态其实是一致的,分为纯电力驱动、电动机与汽油发动机共同出力驱动、减速回收能量转化为电能三种模式。
但F3DM独特,或者说是领先之处在于,他把电力放在了最首要的位置,相反普通油电混合动力系统处主导地位的还是汽油。
首先F3DM的电能可以来源于外界,可以是专用快速充电站,或者是家用220V电源,甚至是车顶天窗的太阳能电板。
但普通油电混合动力车的电能是通过汽油引擎带动发电机产生的(当然也有一部分是刹车能量回收的),也就是说最终来源还是汽油。
其次在能量运用方面,F3DM在绝大多数工况下都能仅仅依靠电能驱动车辆,而普通油电混合动力车虽然也可以采用纯电力驱动,但仅限于低速低负载工况,更多的场合是依靠汽油引擎和电动机一同发力。
总的来说,F3DM完全可以当成是一台电动车来使用,汽油引擎反而充当着一个补充的、辅助的、后备的角色。
功能决定结构,DM双模(DualMode)的工作特性决定了他动力组成结构跟油电混合车有着相当的差别。
F3DM采用一台代号为371QA的1.0L三缸全铝汽油引擎,也就是比亚迪F0上面那台50kW的发动机。
电机方面是两台功率分别为25kW和50kW的永磁同步电机,需要注意,这里的电机既是电动机,也能充当发电机。
三者打包在一起作为动力源,从结构图上看可以把他们看成是“同轴”的,但实际上每一方都能够单独加入或者退出动力输出。
另外因为电动机有着宽广的转速区域(可以高达几万转),所以传动部分仅需要一个主减速器来降低转速增大扭距即可,并不需要传统的变速箱,而且能够达到真正意义上的无级变速。
那么倒档怎样实现呢?
那可简单了,电动机能够随意改变正转和反转。
[2008-12-1422:
56]作者:
综合报道来源:
中国汽车网
全球首款电动车月底上市
本报讯(记者孟环)在汽车后部插口插上电源线,就可以在普通家用插口上给爱车充电了……昨天记者在比亚迪(58,2.40,4.32%)工厂看到,只要车位上竖起一个拥有家用插销口的充电桩,给汽车充电便可如给手机充电一般模样。
据了解,作为全球首款上市的不依赖专业充电站的商业化双模电动车,比亚迪F3DM目前正在全国进行着巡展,明年到京展示。
而随着国家相关政策的出台,F3DM有望本月底率先在深圳面向私人销售,这意味着它年内可望进入普通消费者家庭。
从外观上看,F3DM双模电动车与目前月销两万辆的传统燃油车F3很相似,但其云海网格状格栅上镶嵌的F3DM字样却暗示着这款车内在的与众不同——突破了反复充电、家用插座充电两大技术难关,比通用和丰田提前2到3年实现了可插入双模电动车的商业化。
打开车门,F3DM双模电动车没有转速表,取而代之的是功率表,右侧油表下还有标明电池电量的“SOC”表。
在换挡杆旁边有“EV”和“EV+HEV”两个按键,来切换工作模式。
挂D挡后松手刹、踩刹车……一切都与自动挡普通车辆没有区别。
记者试驾这款车时发现,F3DM在纯电动模式下,车辆仅靠电动机驱动,启动之后声音较轻,深踩油门后,没有发动机的轰鸣和顿挫的换挡感觉,同时有推背感。
按下“EV+HEV”按键,车辆便设置在了混合动力的工作模式下,燃油引擎与电动机同时启动,直接为车辆供应动能的同时也为蓄电池充电。
据介绍,F3DM的先进之处,在于其搭载了全球首创的DM双动力混合系统——电动车系统(EV)和混合动力系统(HEV),在普通情况下,不需启动发动机,纯电动状态即可以满足日常出行需要,没有尾气排放,百公里耗电仅16度。
在纯电动的模式下,F3DM双模电动车实现了目前世界上最长的续航里程100公里,最高时速可达150公里/小时,售价为14.98万元。
长途用油,短途用电,此款电动车快速充电,仅需15分钟。
普通电源充电8小时,可行走100公里。
电池可单片更换比亚迪F3DM亮点解析
备受关注的比亚迪混合动力车型F3DM终于上市,作为自主品牌下首款采用电池动力与燃油动力混合的家用轿车,自然拥有很多独到之处。
以铁电池提供动主要动力并可直接采用家用220V电源充电的模式更令这款新车市场前景看好,下面就为关注这款新车的消费者简单的介绍一下。
外观部分:
以混合动力作为最大亮点的F3DM,并未在外观上对车型作出太大的修改。
延续了燃油版F3三厢车身的线条以及尺寸结构。
若不是厂家的贴纸,一辆F3DM由身边经过很少会起注意。
前大灯以及尾灯部分也与F3系列车型相同,但是灯上下两侧的表示则清晰的注明了F3DM的混合动力车身份。
而前大灯与前杠虽无任何变化,但是下方的前驻车雷达预留位置则显示了这款新车的升级空间。
相比燃油版车型,F3DM的轮胎轮毂也有所升级,轮毂的样式更加美观,散热性能呢个更优良。
而轮胎的变化明显,采用了205宽的佳通轮胎,在安静行驶的前提下,更宽的轮胎将令行驶更加
稳定。
燃油版F3的倒车雷达仅为亮点式,感应盲区较大。
而采用铁电池为主要动力F3DM则提供了4点式倒车探头,这样不仅在动力上做到最佳表现,安全性能也得到全面的提升。
概述
2008年12月15日,全球第一款不依赖专业充电站的双模电动车——比亚迪F3DM双模电动车在深圳正式上市。
比亚迪F3DM双模电动车代表着“科技•绿色明天”,运用了众多高新科技,开启了电动车的新时代,同时也实现了中国力量领跑世界。
现在,让我们来一同揭开F3DM双模电动车的神秘面纱。
1首创DM双动力混合系统
F3DM双模电动车搭载的是全球首创的DM双动力混合系统。
DM为DUALMODE的缩写。
DM双模电动车采用电动车系统(EV)和混合动力系统(HEV)。
是一种将控制电机和电动机两种混合力量相结合的先进技术,不仅降低了油耗及排放,更极大的提高了动力和操控性能,实现了既可充电,又可加油的多种能源补充方式,实现了真正意义的双动力混合系统。
2让汽车产业第一次摆脱了石油
F3DM双模电动车是全球首款量产的双模电动车,意味着汽车产业进入“0”油的电动时代,对汽车的发展具有颠覆性意义。
F3DM双模电动车选用高容量的铁电池组,充分利用了电驱动形式的优势,在纯电动(EV)模式下,F3DM双模电动车的续航里程超过100KM,完全满足上班族日常上下班之用,无需用油。
3全球首款不依赖充电站的商业化双模电动车
同时,F3DM双模电动车是全球第一款上市的不依赖充电站的商业化电动车,而日本丰田新型混合动力车以及美国通用Volt的上市时间都排到了2010年和2011年后,比亚迪比他们提前2-3年实现了可插入式双模电动车的商业化。
传统混合动力汽车只能用发动机为蓄电池供电,而比亚迪DM双模电动车除此之外,还可通过专业充电站和家用充电两种模式进行蓄电池供电。
4首创充电模式——反复充电、家用插座充电
在充电技术上,比亚迪F3DM双模电动车突破了反复充电、家用插座充电两大技术难关,使电动汽车在使用上更为方便,摆脱了对充电站的依赖。
F3DM双模电动车在专业的充电站上快充10分钟可充满50%,即使是在家用电源上慢充,也只需要9个小时就可以充满。
5绿色环保,节能高效
F3DM双模电动车运行模式有两种,一种是EV(纯电动),一种是HEV(混合动力模式)。
在EV模式下,比亚迪DM双模电动车车排放为零,而在HEV模式下,排放也远优于欧Ⅳ。
另外,比亚迪铁电池所用的原材料在整个制作过程不含任何污染成分,并可以回收再利用。
所以说,搭载上铁动力电池的F3DM双模电动车是真正意义上的环保车,比亚迪用自己的行动实践着“科技、绿色、明天”的诺言。
6最新动力——铁电池
铁电池技术是世界新能源汽车领域的最高技术,它是比亚迪汽车新能源领域的技术创新。
汽车动力电池难在“高安全”、“低成本”、“长寿命”、“绿色环保”、“复杂工艺”等五个要求上。
而比亚迪的“铁电池”在上述五个指标上都取得了突破。
高安全---比亚迪研发成功的铁电池在极端高低温和碰撞实验中“岿然不动”,表现出了极高的安全指数。
低成本---铁原料资源丰富,容易从矿产资源中获取,铁的价格较低廉,为电动车商业化提供了条件。
长寿命---电池的循环寿命是指保证电池性能前提下,电池可全充全放的次数。
比亚迪的铁电池循环2000次后容量还有80%以上,实际可使用4000次。
使电动车在生命周期内不需要更换电池。
绿色环保---铁电池在生产和使用过程环保无污染,旧电池原材料可以回收再利用。
复杂工艺---车载铁电池是串联结构,对产品一致性要求极高,1%的不良就是100%的不良,电池行业的领导者比亚迪通过技术攻关提升工艺的可靠性。
7超长续航里程
比亚迪的铁电池具有高容量优势,在一定的铁电池内储存足够多的电能,就能保证DM双模电动车具有超长的续航里程
当今世界,掌握双模技术的只有通用、丰田和比亚迪三家企业,纯电动状态下,通用、丰田的电动汽车一次充电只能行驶25公里,而比亚迪F3DM双模电动车一次充电的续航里程却达到100公里。
8优越动力性能
F3DM搭载了BYD371QA全铝发动机,双模电动车驱动系统大幅度的提高了电机的功率和扭矩,比亚迪F3DM双模电动车最大输出功率达到了125KW,相当于拥有3.0L发动机的优越动力性能。
此外,在起步阶段,比亚迪F3DM双模电动车超强的瞬间加速性能,远超过2.4L级别的发动机所能达到的水平,给驾驶者带来一种全新的驾驶快感。
9使用成本低廉
在燃油经济性方面,F3DM双模电动车纯电动状态下百公里耗电仅为16度,电费按0.6元/kwh计算,其行驶100公里的花费约为9.6元人民币。
DM双模动力系统采用的比亚迪最新发动机,使得系统中的发动机在任意工况下的最低燃油消耗率不足250g/kwh。
而且相关调查显示,超过90%的人每天用车不超过100公里,这意味使用比亚迪DM双模电动车,绝大部分人将远离油价高企的困扰。
因为用电的成本仅为使用燃油的1/4,对消费者来说,这无疑是一种绝对经济的选择。
比亚迪凭借在世界移动能源领域的领先优势,经过数年技术攻关,研发出了满足低成本要求的铁电池,使得材料成本大幅度降低,大大缩短了DM双模电动车商业化的进程。
DM双模电动车系统成本为5万元,年产达到20万辆后,成本可进一步降低。