
不知道各位极氪001双电机版本的车主,有没有和我一样畅想过,可不可以像油车一样,两驱与四驱可以调节,想激进驾驶的时候用四驱,想省点的时候用两驱,以此来提升续航能力,就觉得这玩意应该很简单,让一部电机离线,不工作不就可以了么,但后来仔细研究了一下,好像有点异想天开了,所以就想在这里接着上次讨论威睿和日产电机的话头,继续和大家讨论下永磁同步电机和交流异步电机的区别和优缺点。(非专业讨论,欢迎拍砖)
在新能源车逐渐兴起的这个时代,驱动电机对新能源车的重要性丝毫不亚于引擎对燃油车的作用,因为它不仅决定车辆启动的快慢,还决定着车辆的加速性能。正因如此,现在很多造车企业都非常注重对电机的研发,是广大车企的新宠。

目前,在新能源领域得以推广使用的车辆电机主要有两种,它们分别是永磁同步电机和交流异步电机。
首先来说说极氪车主我们都比较熟悉的永磁同步电机。
永磁指的是转子的磁力来源是由永磁体提供的,与传统电机转子磁力由电流提供相对,而永磁体采用的钕铁硼永磁材料在海外分布也相对稀少,目前是70%以上分布在中国。所以中国很多电动汽车用永磁同步电机,比如北汽EU260、比亚迪、小鹏汽车、吉利、奇瑞,荣威E50,还有特斯拉的国产MODEL 3。永磁同步电机的转动是由定子上旋转的磁场吸引转子上的恒定磁场,定子磁场旋转速度与转子磁场旋转速度一致。
永磁同步电机的物流特性也决定其特点,体积小,能量转化率高,工作时也更加安静,能量利用率较高 ,但其制造成本高,永磁体受温度影响较大(这也是为啥永磁电机的散热是个很关键的技术),比较适合频繁启停或者高速与低速切换的场景。

而特斯拉和蔚来常用的交流异步电机电机就不同,交流异步电机就是我们所说的感应电机, 永磁同步和交流异步的结构区别主要是转子的结构,永磁同步电机转子上没有励磁绕组,用永磁体来励磁,而交流异步转子没有永磁体只有励磁绕组。而异步的原因是因为电流在旋转的磁场中又受到安培力的作用,这个力与转子本身转动的力叠加,导致转子的转动与磁场总是不一致的,故称异步。

这样的结构就导致交流异步电机可以通过电流控制磁场大小,可以更加灵活的控制电机功率,不需要贵重的稀土原料生产成本也更低,但因为额外的励磁绕组,所以相对永磁同步电机的能量转化率更低,体积也更大。更擅长在长时间高速的情况下工作,维持高转速高功率。

总结一下的话就如下表:

从表格所列的特点看,永磁同步电机之所以能够获得大多数车企青睐的原因似乎很简单,无非就是在差不多的技术水准下,永磁同步电机的转矩密度、功率密度、效率都要比交流异步电机出色,对提升车辆的能源利用效率、延长续航里程有着莫大的裨益。

不过话又说回来,虽然交流异步电机在重量与体积等方面不占据优势,但其转速范围很广、制造成本低、工艺也简单,运行不容易导致电机失磁,可靠稳定又耐用,这点是永磁同步电机所不具备的亮点。
看起来永磁同步电机好像在能耗方面碾压了交流异步电机,那是不是前后双永磁同步电机就是最好的方案呢?那我们看看其他品牌的四驱还有什么样的模式。

可以看到特斯拉和蔚来在各自四驱方案中都选择了永磁同步电机加交流异步电机的方案,因为双永磁同步电机的方案,双电机因为永磁体的缘故都是不可以离线的,但交流异步电机的有点就是可以通过对电机电流的控制,开关电机,以达到一个智能四驱的驾驶模式,可以参见下面的小视频(有点快,可以按暂停):
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而且虽然功率选择上特斯拉和蔚来都选择了后电机功率大于前电机功率的方案,但两家企业电机布局的方案却完全相反,特斯拉倾向于前感应后永磁的方案(当然也有不同的方案),而蔚来倾向于前永磁后感应的方案,这个也很有趣,也代表了两家车企对于电机、电控及驾驶体验的不同理解。
虽然说目前电动车四驱的最好解决方案还没有定论,但他山之石可以攻玉,也许借鉴一下友商的解决方案能够提升自己的产品力,那有何乐不为?
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