比亚迪DMO到底怎么工作?纵置EHS、电四驱和CTC一次讲清楚
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导读:方程豹豹5有4L低速四驱,也有前后差速锁和“能量中锁”。这些名称很像传统硬派越野车,但DMO的前后桥之间没有传统中央传动轴。发动机、两台前桥电机、后驱电机、机械低速挡和刀片电池,重新组成了一套越野混动系统。要弄清豹5、豹8为什么这样设计,可以先顺着动力从发动机一路看到四个车轮。
发动机的机械动力,主要送往前桥
传统硬派越野车通常通过变速箱、分动箱和中央传动轴,把发动机动力送往前后桥。DMO改了这套布置,前桥使用纵置串并联双电机总成,后桥由独立电机驱动。

2023年,比亚迪发布DMO超级混动越野平台,采用纵置串并联双电机前驱总成,并配套越野专用后驱总成、纵置高功率发动机和CTC电池底盘一体化技术。

豹5搭载1.5T发动机,豹8采用2.0T。现款豹8的2.0T发动机最大功率180kW,前电机200kW,后电机300kW,系统最大功率550kW。豹5长续航版系统最大功率为505kW。
DMO前桥有发动机和两台电机。
其中一台靠近发动机侧,承担发电功能;另一台连接前桥输出,可以直接驱动车轮。发动机与前桥之间还留有一条带离合器的固定机械传动路径。
后桥则是一套独立电驱总成,包含大功率驱动电机、减速机构和差速器,低速越野时还有专门的机械低速挡。

因此,发动机可以直接通过机械路径驱动前轮。
后轮获取发动机提供的能量时,需要经过另一条路径。发动机先带动发电电机,把机械能转换成电能,电能进入高压系统以后,再由后桥逆变器和驱动电机重新变成机械动力。
前桥是纵置串并联混动,后桥是一套独立电驱。
这也是DMO与传统机械四驱非常明显的一处结构差异。前后桥之间少了一套贯穿整车的中央机械传动机构,前后轴之间的动力分配更多交给电机和高压系统完成。
信息来源:比亚迪2023年年度报告;比亚迪DMO超级混动越野平台官方发布资料;方程豹豹5、豹8官方配置资料。
纵置EHS里面,到底装了什么
比亚迪官方已经确认,DMO采用纵置串并联双电机前驱总成。

量产豹5的EHS完整齿轮剖面目前没有公开。不过比亚迪在2022年7月申请的一件专利CN218228632U,与DMO的发布时间、布置形式和功能高度吻合,可以帮助理解这套纵置总成的一种具体实现方式。
专利中的驱动装置包括发动机、两台电机、离合器、多个齿轮组和前差速器。

第一台电机通过齿轮连接发动机侧,可以承担发电任务。第二台电机连接输出侧,可以直接向前差速器输出动力。发动机与前桥输出之间还有离合器和固定齿轮传动。
城市低速行驶时,发动机可以停机。动力电池给驱动电机供电,车辆由电机驱动。
电量降低或者系统需要发动机介入时,发动机启动并带动发电电机。产生的电能进入高压系统,可以供给前后驱动电机,也可以根据整车控制策略给电池补能。
车速和负荷进入适合发动机工作的区域以后,离合器结合,发动机可以经过固定机械传动直接驱动前轮。

需要较大功率时,发动机、前驱电机和后驱电机还能同时参与输出。
DMO前桥延续了比亚迪串并联混动的一些基本思路,整套总成针对纵置越野平台重新布置。
为什么要改成纵置?
DMO改用纵置布局,我更倾向于把它理解为一次整车布置上的选择,核心目的之一就是压缩动力总成的横向占用,给悬架、半轴和转向机构留出更多空间。
两台电机沿车长方向排列以后,整套动力总成在车宽方向占用的空间可以缩小。电机控制器布置在电机上方,又能继续减少横向空间占用。

豹5前桥同时需要容纳发动机、双电机、左右半轴、转向机构、车架纵梁和双叉臂悬架。这些部件都在争夺前桥有限的横向空间。
把两台电机沿车长方向排开,可以给左右两侧的悬架和转向机构留下更多布置位置。
纵置EHS在这里首先解决的是整车布置。DMO面对的又是豹5、豹8这类带非承载车架、大尺寸轮胎和双叉臂悬架的车型,动力总成需要适应的空间条件已经和普通轿车、城市SUV明显不同。
信息来源:比亚迪专利CN218228632U《车辆驱动装置及车辆》。专利结构与DMO高度相关,但不等同于量产豹5完整拆解图。
豹5的4L,背后有机械低速挡
电机从很低的转速开始就能输出较大扭矩。
豹5为什么还需要4L?

DMO开发了越野专用后驱总成,并增加专用低速越野挡,官方公布的轮端扭矩超过8000N·m。
豹5车机里的4L因此有真实的机械减速机构参与工作。
传统越野车一般把低速挡布置在分动箱中。发动机动力进入分动箱以后,通过更大的减速比继续送往前后桥。
DMO把低速扭矩放大的一部分任务放到了电驱动桥这一侧。
比亚迪在2023年11月申请的CN118269693A专利,又展示了一种带驱动电机、换挡机构和差速锁的驱动桥结构。

驱动电机先连接换挡机构,再经过传动部件和差速器向左右车轮输出动力。
专利实施例中还给出了几种控制状态。普通铺装道路可以使用高速挡,极端越野工况使用低速挡并允许差速锁锁止,还设计了驱动桥空挡状态。
这张工况表属于专利实施例,不能直接当成豹5量产车的实际换挡标定。DMO官方已经确认低速越野挡存在,两项资料结合起来,可以比较清楚地解释4L的机械原理。
机械低速挡最大的作用,是继续放大轮端扭矩。

如果驱动电机输出几百牛·米扭矩,再经过十几倍甚至更大的减速,轮端就能获得数千牛·米的扭矩。比亚迪给DMO公布的指标超过8000N·m,背后就包含了机械减速带来的放大作用。
机械减速还能改善电机在持续低速大负荷状态下的工作条件。轮端需要同样大的扭矩时,更大的机械减速比可以减少电机自身需要承担的输出扭矩,相电流也可以降低。对于连续慢爬、长坡和高负荷脱困,电机绕组、逆变器以及冷却系统承受的热负荷都会受到影响。
短时间零百加速只持续几秒。爬一段长坡,可能需要连续工作几分钟甚至更久。越野车必须考虑后面这种持续工况。
信息来源:比亚迪2023年年度报告;比亚迪专利CN118269693A。专利实施例用于解释工作原理,不直接等同于豹5量产标定。
三把锁里,“能量中锁”负责前后轴
现款豹5全系标配后电子差速锁和能量中锁,前电子差速锁则根据版本提供标配或选装。

前后差速锁分别处理同一车轴左右两个车轮之间的动力问题。
例如一侧车轮悬空以后,开放式差速器容易让动力大量流向阻力较小的一侧。差速锁结合以后,可以限制左右轮之间的转速差,让仍有附着力的车轮继续获得扭矩。
能量中锁负责的是前后轴。
传统机械四驱通常通过分动箱、中央差速器或其他机械耦合机构分配前后轴动力。
DMO的后桥由独立电机驱动,前后桥之间没有传统中央传动轴。整车控制器因此可以通过改变前驱和后驱电机的输出,调节前后轴得到多少扭矩。
比亚迪公布的数据显示,DMO能够根据轮速差控制三把锁,前后轴扭矩转移最快达到10毫秒。

例如车辆通过交叉轴路面时,前轴开始明显打滑,后轮仍然具有较好附着力,系统可以减少前轴输出,同时增加后电机扭矩。
DMO前后桥之间没有传统中央传动轴,因此前后轴动力分配并不依赖中央差速机构来改变机械扭矩。它主要通过控制前后电驱的输出,在某一车轴打滑时减少这边的扭矩,再把更多动力分给仍有附着力的另一车轴。
方程豹把这套功能称为“能量中锁”,但它和传统机械中央差速锁的实现方式并不相同。
左右车轮遇到极端脱困工况时,DMO依然保留机械差速锁。

比亚迪另一件与差速锁相关的专利还讨论过一种很具体的情况。机械锁止机构准备结合时,有可能出现花键顶齿。此时控制器可以让电机主动制造较小的轮速差,让齿套和花键错开一点位置,帮助锁止机构完成啮合。
这种利用电机调节转速差、帮助机械机构完成接合的思路,在上一篇《第五代DM-p到底怎么工作?比亚迪这套解耦电四驱有什么特别》中也介绍过。两者针对的机构和控制目标有所不同,基本原理具有相通之处。对具体调速过程和转速差控制范围感兴趣的读者,可以回看上一篇文章。
前后轴功率可以依靠电机快速调节,左右轮需要建立更强的机械约束时,差速锁继续发挥作用。电驱和传统机械机构在DMO里被安排到了不同的位置。
信息来源:方程豹豹5官方配置资料;比亚迪2023年年度报告;比亚迪差速锁相关专利。相关专利用于解释控制思路,不直接代表豹5量产差速锁全部内部细节。
真去越野,电池也是功率缓冲器
DMO后桥的大功率电机必须依靠高压电系统工作。

这些电能可以来自动力电池,也可以由发动机带动发电电机产生。
动力电池因此还承担功率缓冲任务。
强加速、陡坡或者快速脱困时,发动机产生的电能可以和电池一起供给前后驱动电机。
低SOC以后,电池可用功率会受到控制策略、电芯状态和温度等条件影响,整车动力也会随之变化。
汽车之家在2024年做过一次十款混动SUV统一测试,其中有一款测试车型是31.8kWh电池版本的豹5。

富电状态下,这辆豹5的0到100km/h加速成绩为4.77秒。进入馈电状态以后,成绩变成6.40秒,相差1.63秒。
6.40秒对于一辆接近2.9吨的越野SUV仍然很快。这项测试没有直接测量馈电状态下系统究竟还能输出多少千瓦,但加速结果可以确认,低SOC会影响整车能够调用的动力。
这次测试针对31.8kWh版本豹5。现售豹5长续航版已经换成47.8kWh电池,并升级到DMO+,老款测试结果不能直接代表现款车型的馈电表现。

同一次测试中,豹5从19% SOC开始,在封闭高速环道连续行驶243.1公里,平均车速119.2km/h。测试结束以后,SOC从19%增加到了23%。
在接近120km/h的持续高速状态下,发动机和发电系统维持住了电池电量,并且补回了一小部分。
与此同时,这次高速馈电测试的实测油耗达到13.85L/100km。
同一组测试中,坦克400为13.53L/100km,深蓝G318为12.04L/100km。几辆大尺寸方盒子SUV都处在测试车辆中的高油耗区域。
豹5当时整备质量接近2.9吨,迎风面积较大,又使用偏越野取向的轮胎。车速接近120km/h以后,空气阻力增长很快,车重和轮胎滚阻也会继续消耗能量。

DMO能够降低城市低速工况对发动机的依赖,也能提供很强的四驱和加速能力。持续高速、低SOC和高负荷状态下,发动机需要不断向整套系统补充能量,大尺寸硬派SUV的油耗还是会明显上升。
信息来源:汽车之家2024年混动SUV统一横评豹5测试;方程豹豹5长续航版官方配置。不同代际电池容量与DMO+升级已区分。
CTC为什么要把刀片电池放进车架
硬派越野车还有一个普通轿车很少遇到的问题,车架。

非承载式车型在车身下面有一套独立车架,动力总成、悬架和车身都需要围绕这副车架布置。
插混系统加入几十千瓦时的大电池以后,底盘空间会更加紧张。
电池位置过低,会增加托底风险,也会影响离地间隙。安装位置提高,又会占据车身空间并抬高重心。
DMO采用越野专用CTC,把刀片电池进一步整合进非承载式车架。

比亚迪把这套结构描述为“电池包既是能量体,也是结构体”。电池包除了储存电能,还参与整副车架承载。
首代DMO官方给出的数据是,相比其定义的传统燃油越野架构,大车架扭转刚度提升38%,底盘空间利用率提升49.7%。
2025年,豹5长续航版又升级到CTC 2.0。方程豹官方公布,新结构采用100%高强钢车架,车架扭转刚度较燃油架构提升44%。
电池参与车架结构以后,可以减少单独安装电池所需要占用的部分底盘空间。
这块几百公斤重的电池又处在车身较低位置,对降低整车重心和改善前后质量分配也有帮助。

豹8官方资料把50比50前后轴荷分配列为DMO平台的一项特点。对于高车身、长悬架行程的越野SUV,重心和前后轴荷会直接影响转弯、制动以及越野时的车身姿态。

高度集成也给事故维修提出了新的要求。
如果车辆发生严重托底或者车架碰撞,检查对象会同时涉及车架、电池壳体、绝缘状态以及内部电芯。
信息来源:比亚迪投资者关系资料;方程豹豹5长续航版、豹8官方资料。CTC维修部分仅写到公开资料能够支持的程度。
DMO为什么需要这么多硬件
DMO把传统机械四驱系统承担的一部分任务重新分开。
前后轴功率主要由电机和高压系统调节,低速大扭矩继续使用齿轮减速,左右车轮遇到极端脱困工况时继续依靠机械差速锁。

这样的结构需要发动机、纵置双电机EHS、后驱电机、大容量电池和完整高压系统共同工作。低速挡、前后差速锁以及相应控制系统又增加了更多硬件。
它换来了很明显的使用差异。城市低速可以大量使用电驱,前后轴扭矩能够快速调整,后桥机械低速挡又能承担持续低速大扭矩工况。一辆接近3吨的硬派SUV,还能获得5秒级加速能力。

相应的也有限制。
后桥高度依赖高压电系统。低SOC、高温和持续大功率工况下,发动机发电能力、电池可用功率以及电机、逆变器的散热,都会影响车辆能够持续输出多少动力。
所以豹5的505kW、豹8的550kW,更接近峰值性能指标。到了沙漠长距离行驶、连续爬坡或者长时间高速,持续功率、SOC和热状态会越来越重要。
2025年,比亚迪又把DMO升级成DMO+。

现有豹5和豹8可以通过OTA获得部分升级。方程豹公布的重点之一,是“全速域路面感知控制”,让车辆在沙地、泥地和岩石等不同路面上,可以在更宽的速度范围内调节轮端抓地力。
前后电机的输出比例、差速锁和低速挡的工作时机,都可以继续通过控制策略调整。轮胎开始打滑以后怎样重新分配扭矩,也会直接影响最终的越野表现。
DMO把前后轴功率分配大量交给电机和高压系统,低速大扭矩继续使用机械减速,左右轮极端脱困仍然依靠机械锁止。比亚迪为硬派越野车单独开发DMO,原因也正在这里。
信息来源:方程豹DMO+官方发布资料;方程豹豹5、豹8现行配置资料。
主要资料来源:
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比亚迪股份有限公司《2023年年度报告》;
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比亚迪DMO超级混动越野平台官方发布资料,2023年8月;
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方程豹豹5、豹5长续航版、豹8官方车型及配置资料;
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比亚迪专利CN218228632U《车辆驱动装置及车辆》;
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比亚迪专利CN118269693A《驱动桥的控制方法、控制器、总成、车辆及存储介质》;
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汽车之家2024年混动SUV统一横评豹5测试;
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方程豹DMO+官方发布资料。
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