全面独家详解比亚迪F3DM双模电动车

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？动力电池EV详解图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。HEV详解图1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。HEV详解图3F3DM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1F3DM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。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。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。