比亚迪秦骨灰级解读:1.6升和5.9秒咋算的？-工程技术

老黄Charlin 发表于 2014-1-12 21:35:32

比亚迪秦骨灰级解读:1.6升和5.9秒咋算的？

2013年12月17日，传说了很久的比亚迪秦正式上市，低配定价18.98万，按照最新的补贴政策，如果地方政府与配比国家一比一补贴的话，能够拿到7万补贴，不到12万的价格对于一辆插电混合动力汽车来说性价比非常不错。
不幸的是，尽管比亚迪和秦的文章和评论都非常火热，但是大多数在对秦的解读上却趋于浅薄，只是看到官方给出5.9秒百公里加速和1.6升油耗，而对这个5.9秒是怎么跑出来的，这个1.6升是哪里的数据，如何算出来的，是否真的意味着油电模式就是1.6升一无所知，甚至闹出要实测的笑话。
笔者关注比亚迪秦已经很久，与秦的研发工程师也有过深度的交流。在此对比亚迪秦做一个深度的解读以正视听，也让广大车友真正了解秦，了解比亚迪，了解混合动力汽车。
比亚迪秦是怎么来的
秦并不是天上掉下来的汽车，而是一步一个脚印发展出来的。通过王传福自己的讲话，和比亚迪研发工程师提供的资料，我们可以勾勒出秦的发展轨迹。
（一）F3DM，绕开丰田专利的混合动力汽车
众所周知，比亚迪做锂电池出身，做汽车是后来的事情，在比亚迪投身汽车产业并且大获成功之后，开始想要做混合动力汽车和电动车，而在混合动力汽车上遇到了丰田的专利。
丰田发展混合动力汽车很早，发展出一套采用行星齿轮动力分配机构的混合动力模式。这套模式包含两个电机、一个发动机，一个行星齿轮动力分配机构，而核心是这个行星齿轮动力分配机构，可以巧妙的让三者构成并联——发动机和电机一起驱动车辆，或者串联模式——发动机发电，一个电机充当发电机，另外一个充当电动机驱动车辆。而这个动力分配机构是有专利的。
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丰田混合动力结构
比亚迪要做混合动力汽车就面临着专利问题，对此比亚迪采取绕过的模式。
比亚迪F3DM没有动力分配机构，只有简单的几个离合器，两个电机和1.0升的发动机在一个轴上。这个轴通过减速器直接驱动车轮。
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F3DM混动结构
需要全功率并联，发动机与两个电机锁定结合，一起驱动车辆；需要串联，发动机和一个电机锁定组成发电机，另外一个电机和车轮锁定，变成纯电力驱动。这样同样可以达到串联、并联结合的目的，也绕开了丰田的专利。
但是这种模式有一个致命弱点，就是在并联模式下，发动机转速和车轮直接相关，速度高了，发动机转速很快，噪音震动很大，舒适性很差。
比亚迪曾经想在发动机和轴直接加上一个变速箱，但是当时比亚迪自己没有变速箱技术，做不了。F3DM就只能将究，尽量用串联模式回避这个问题，所以F3DM只有省油的特性，没有混合动力车加速快的优点。
但是在F3DM上，比亚迪在电池、电机相关的技术上有了相当的积累，为秦的出现打下了基础。
（二）变速箱问题解决，电机合二为一，秦问世
随着技术的发展，比亚迪研发出了双离合变速器，并成功运用在G6、速锐等车型上。尽管还有一些问题，但是比亚迪终于有了自己的变速箱。
F3DM上的难题有了解决的办法。同时，全产业链推进比亚迪，在电池容量重量比，功率重量比，电机功率重量比上都有了长足的进步。
而这三个指标都是衡量电动车的核心技术的指标，电池容量重量比高，意味着纯电模式跑的远。电池和电机功率重量比高，意味着加速快，秦的5.9秒百公里加速就是建立在这些技术突破的基础之上的。
相比F3DM，秦把两个小电机，变成一个大电机，没有串联模式，不追求油电模式下的省油，转而追求高性能。
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秦的混动结构
在发动机和电机之间，不再是简单的离合器，而是加上了比亚迪自己的双离合变速箱。这样就解决了比亚迪F3DM发动机噪音大舒适性差的弱点，同时还有非常好的性能。
虽然秦和F3DM都是插电混合动力汽车，但是两种完全不同，F3DM是混联，而且是不太成熟的混联，性能实际不佳；而秦是追求极限性能并联，不追求省油。而且还不是一般的并联，我们后面会提到秦并联的特殊之处。
5.9秒百公里加速是怎么跑出来的
当初秦公布性能指标，很多人都表示不信，因为混合动力的汽车很多，5.9秒对于采用比亚迪速锐（底盘仿造丰田卡罗拉，发动机和变速箱逆向大众1.4T和双离合）为基础的原型车来说太科幻了一点。
而秦用北京密云的400米挑战赛证明了自己并不是吹牛。秦是怎么做到的呢？秘密在于秦的混合动力结构。
并联式混合动力通常的做法是在发动机和变速箱直接增加一个薄薄的电机。发动机和电机，都接在变速箱的输入端。变速箱连接主减速器，然后连接车轮。
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英菲尼迪混动结构
这种做法的优点是，电机和发动机任何条件下都可以在高效率转速区工作，发动机和电机的总功率就是车的功率；缺点是变速箱承受的功率和扭矩是有限的，整车性能受制于变速箱的承受力。而大功率变速箱是很贵的，为了照顾整车成本，变速箱不能承受太大功率。整车性能就打了折扣，200千瓦发动机，100千瓦电动机，但是变速箱只能承受210千瓦，整车功率就只能被限制在210千瓦，90千瓦的功率浪费了。
而秦的电机加在变速箱的输出端，只要减速器能承受，全部功率都可以用上，变速箱不用很贵，就可以让整车的功率加大。而且就起步速度而言，可以单独给电机加一个减速器，起步扭矩想多大都行，动力不是瓶颈，减速器、车轴、轮胎抓地力才是瓶颈。所以秦能跑出远超同级别的5.9秒的百公里加速。不是比亚迪有火星科技，而是选择了追求极限性能的模式。
但是这种模式也有缺点，电机不经过变速箱，只有固定减速，到了高速，电机在高转速下效率会下降，提供给车轮的扭矩也会急剧下降。所以秦的极速标识在185公里每小时。不过这个所谓的缺点，在中国高速限速120公里的路况下不是问题，秦选择的混合动力方式是适合中国国情的。
1.6升油耗是怎么算出来的
比亚迪秦最大的争议就是这个1.6升的百公里油耗。其实这个油耗并不是比亚迪的责任，而是工信部插电式混合动力汽车油耗标准的问题。
秦实际在油电模式下也是百公里5.9升，综合6升左右。类似的，实测6-7升的雪佛兰沃蓝达的工信部标识是1.3升。如果有人去实测想要跑出1.6升来，那就是笑话了。
我们来看一下工信部的这个1.6升是怎么算出来的。
工信部的数据，号称是GB/T 19233-2008《轻型汽车燃料消耗量试验方法》算出来的，而这个《轻型汽车燃料消耗量试验方法》本身是没测试内容的。关于测试内容，文件指向一个《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》
这个《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》里面是有市区工况和郊区工况的测试内容的，分别叫循环一和循环二。
循环一是4公里，循环二有6.9公里多，模拟市区工况分了25段，模拟郊区工况分了21段，每一段什么速度多少秒，都有详细规定。
这个测试方法和欧洲类似，都是分段匀速，不如美国的不断变速更切合实际，所以吐槽很多，但是好歹还算个标准。
插电混合动力车要按照这个标准测试两遍，分别是满电下油电状态和没电下油电状态，然后再测试一个纯电里程。测试完成后，将结果加权平均，分子是两种状态的油耗和里程乘积，分母是纯电里程加上25公里（这个数字无厘头，标准说是两次充电之间的里程）。纯电里程有测试标准，最大100公里，就是说如果电池很大，最大分母可以到125公里。
也就是说，插电混合动力车尽管测试循环和燃油车一样，但是最后出来的数字是算过的，和燃油车不能互相比较。所以才有雪佛兰沃蓝达工信部数据1.3升，实测6-7升的笑话。
至于秦，以前用10千瓦时电池号称能跑50公里，按照这个算法，就是分母加50，秦的油耗就是2升，等于燃油车的6升左右。后来加成13度电，分母增加20，尽管实际油耗没变，但是标识油耗就成了1.6升。不是比亚迪在吹牛，而是工信部的标识算法太奇葩。
很多人拿这个1.6升和普锐斯比，这是关公战秦琼，没有任何意义。而且秦是插电混合动力汽车，城市工况下，基本只充电不需要加油，油耗数据没有什么意义。大家对于这个1.6升也不必过于纠结。
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