答網友問:假設唐DM換用柴油發動機,油耗與性能表現會更好嗎?

2021-01-17 汽車科學島

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假設：

唐DM使用柴油發動機作為輔助動力元，車輛的性能與油耗表現是否會更理想？這是個有趣的問題，不過不客氣的說應當是「只能困擾不夠了解內燃機與電機特點的司機」。之所以這麼定論的原因是高性能汽車普遍不是柴油動力，降低等效油耗的正確方式也並不是如何使用內燃機，或者使用壽命類型的內燃機——如何降低內燃機參與運行的時間，控制內燃機的運行轉速才是DM系統需要考慮的問題，玩「熱機」那是油電混合汽車才需要考慮的問題哦。

01核心問題1

DM3.0換用柴油機能否提升性能？

也許大部分汽車用戶都認為柴油機的動力更強，因其「低扭爆發力」比汽油機理想，那麼如果DM系統換裝柴油內燃機會不會有更強的加速能力呢？答案絕對是否定的，不能否認存在極少數低轉速爆發力優於汽油機的柴油機，但也只是極少數。

比如上柴π2.0T動力儲備達到160kw/480N·m，進口福特Ranger（尚未引入的新款）用的2.0T有超500N·m的扭矩，看似要比汽油機理想的多。但是巨大多數2.5T-3.0T的主流柴機，其最大扭矩會低至≤300N·m的範圍內，小小的扭矩會讓功率低至100kw左右，這要比主流的1.5T直噴汽油機還要遜色，這才是柴油發動機的真實水平。

知識點：扭矩×轉速÷9549×1.36＝馬力，相同轉速輸出扭矩越大馬力才能越大，馬力大則加速性能強。主流中大排量柴油機的扭矩還不如≤2.0T的汽油機，尤其是具備節油優勢的米勒循環驍雲1.5T發動機都有「136kw/288N·m（1500~3700rpm）」的動力儲備，還要什麼柴油機呢？

而且柴油機的真正節油基礎不是低轉扭矩如何大，而是限制了轉速的極限；汽油機的轉速可以達到7000rpm，但是柴油機接近4000rpm就算高轉速了。轉速越高單位時間（1min）的噴油頻率越高，耗油量當然會更大；所以限制了轉速就等於限制了油耗增長的空間，但扭矩和轉速相乘得出的是馬力，那麼限制轉速也就等於限制了功率與馬力。

其實柴油動力汽車在中高速區間的加速能力是很差的，中低轉速範圍在扭矩大於汽油機時才有優勢，反之相同與耕地都沒有任何優勢可言，只是能夠以柴油自身的特點起到相對節油的效果罷了。

02核心問題2

DM3.0換裝柴油機能否更節油？

理論上確實能夠做到降低油耗，但這不是DM3.0的正確升級方式；因為汽油機的熱效率高標準也不過40%左右，柴油機可以達到50%左右的高標準。其概念是燃燒產生的熱能只能在最佳效率（極窄的轉速範圍內），有效利用四到五成，剩下都被浪費掉了。所以不論內燃機如何折騰，動力損耗都是非常大的。

那麼對於插電混動汽車而言，最理想的方式是不是儘量不用內燃機，或者讓內燃機儘量以「定速巡航」的定轉速模式運行呢？這是降低油耗的最佳方式了吧。

【電機】的動力轉化方式比較特殊，電流輸入到電機繞組（電磁線圈）會形成電磁場，與永磁體的磁極互斥即可推動轉子運轉；運行中不受溫度和氧氣的影響，轉子懸浮固定也不用擔心磨損和動力損耗，所以比亞迪的永磁同步電機轉化效率極高，120kw機型最高達到97%，也就是損耗只有3%而已。

內燃機在轉速大範圍波動的狀態下，平均熱效率能達到30%多就算不錯，電機會是內燃機的3倍左右；換個角度理解就是用電機驅動可以減少的能耗，一升油等於三度電——假設唐DM用燃油驅動也要達到4.3秒的破百成績，並且以相同的激進的風格去駕駛這臺2.4噸的SUV，油耗總會在30-50L/100km之間，然而以電機作為主要動力元之後，平均油耗低至不足10L/100km，這才節油的正確方式。

重點1：使用電機驅動，內燃機作為輔助動力元之後；內燃機用柴油機可以讓正常代步時的耗油量更低，但標準怕也只是低1-2L/100km罷了。然而同時高速的加速能力也會變弱，想要有相同的加速能力就得拉升電機和內燃機的雙重轉速，此時油耗和電耗同步升高，平均油耗反而不見得能降低，除非降低對性能的要求標準。

重中之重是唐DM在日常通勤時是基本用不到內燃機的，因為有NEDC100公裡的純電續航，滿足絕大多數用戶的日常代步已經沒有問題了。所以柴油機在這個平臺上發揮不到節油優勢，只能在高速區間拖後腿，還有換用的必要性嗎？

重點2：柴油機的優勢是低轉速扭矩爆發力強，但再強也強不過電動機。因為柴油機也需要把轉速拉升到1500轉左右（優秀標準）才能輸出最大扭矩，但是電機起步第一轉即可爆發最大扭矩，原因在於電機最大扭矩需要的是最大的電流，動力電池起步瞬間即可輸入最大電流，是電流的傳輸速度僅次於光速，所以扭矩反饋不能更直接了。

這就是DM系統完全沒有必要使用柴油機的原因，比亞迪只有商用車才有用柴油機，而且這種機器只是作為客車的增程器使用而已。

預測：DMp換代系統預計仍會保留並聯式插電混動，也就是DM3.0的高性能混動平臺。不過BSG發電啟動一體機的功率也許會提升，或者通過三擎四驅系統增加一個運行模式-「BSG＋P3電機發電增程·P4後驅」，至此該系統可以實現油電混合全時四驅、增程駕駛後輪驅動以及純電行駛的三種模式，油耗是會更低的。

因為內燃機可以選擇存在轉速波動的輔助驅動，也可以選擇定轉速發電的增程模式，至此DM系統具備所有量產混動汽車的運行模式——內燃機再換裝節油的米勒循環1.5T/2.0T，油耗會低於絕大多數柴油小微型汽車。

編輯：天和Auto-汽車科學島

天和MCN授權發布

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