最好的电动汽车电机(电动汽车80千瓦的电机)

乘联会数据显示,在7月份国内乘用车总体下滑6.2%的基础上,新能源乘用车销量达22万辆,同比增长169.4%,增幅继续领跑整个乘用车市场。

而新能源销量前10排行榜也出炉,宏光MINI再次领衔,特斯拉环比大跌,比亚迪DM-i系列大获丰收,小鹏P7异军突起。

最好的电动汽车电机(电动汽车80千瓦的电机)

不过今天我们的主题不是讨论销量排行榜,而是换个话题:你清楚这些获胜者们用的什么电动机吗?

答案是:它们都使用了同一种类型的电动机:永磁同步电动机。

难道只有这一种电动机吗?当然不是。

直流电机

世界上第一台电动机是1870 年比利时人格拉姆发明的直流电动机。在电动汽车发展的早期,很多电动汽车都是采用直流电动机方案。主要是看中了直流电机的调速控制方式容易的特点。

不过直流电机本身却不完美:自身机械结构复杂不说,永远离不开核心部件“换向器”(这个东西天生绕不开电火花,同时需要经常维护),目前主流车企已经没有采用直流电机了。

交流异步电机

很多人并不知道特斯拉除了是个汽车品牌外,还是一个人,一个伟大的工程师兼科学怪才。马斯克用这个名字也是纪念他的意思。

怪咖特斯拉发明了交流电,随着交流电取代了直流电成为日常供电的标准制式后,交流电机也兴起。交流电机结构简单,运行可靠耐用,正常使用几乎不会坏。

最好的电动汽车电机(电动汽车80千瓦的电机)

随着变频技术的不断普及完善,变频+交流电机的系统开始崭露头角。本身极端优秀的可靠性也让它在汽车上得到运用。特斯拉就是使用交流电机的典型代表

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但交流电机也存在缺点:虽然最高效率很高,但“高效率区间”却不广,此外体积也比较大。在特定车速(转速)下效率很好,一旦偏离最佳车速,效率严重恶化。因此,使用交流电机意味着需要一个强大的电控系统,而我们知道特斯拉的电控系统是行业公认最好的。

使用交流异步电机的有:特斯拉部分产品、蔚来ES8、大部分新能源客车。

永磁同步电机

能不能绕开电控系统制造出效率更高的电动机?

很多企业开始考虑这个问题,于是永磁同步电机因此纷问世。

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当然,永磁电机也并不能完全绕开电控系统,但相比于交流电机的变频系统来说更加简单。高效率范围也比较宽,但是由于受到永磁材料本身的限制,在高温、震动情况下,转子的永磁体会产生退磁现象,这个问题不解决,时间一长电机性能就会衰退。

目前,国内研制的钕铁硼永磁体最高工作温度可280℃,技术水平仍与德国和日本有较大差距。

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早期的永磁电机用风冷系统,现在普遍使用了液冷系统,冷却问题得到良好解决。但是,永磁电机需要用到造价昂贵的永磁体——这来源于稀土资源。目前,由于我国的稀土资源比较丰富,因此我国的永磁电机企业是世界上最多的。

永磁同步电机的优点就在于其电机的体积小且质量轻,可以省下不少的空间;另外永磁同步电机的使用效率表现优异,其高功率密度致使其电机的工作效率可以达到97%,这对于汽车而言就是保证了动力和加速度。

但稀土资源毕竟是战略资源,也许,将来会有一种全新的电机取代它。

使用永磁同步电机车企有:比亚迪、小鹏汽车、蔚来ES6、威马、哪吒、北汽新能源……

实际上,从近期新能源市场的反馈来看,永磁同步电机在和交流异步电机的对抗中取得了全面的优势。

特斯拉是使用交流异步电机的主要厂商,但在国产的Model 3和Model Y上面,已经换装了永磁同步电机。并且,由于采用了国产电机,售价也一度下调。

据申报信息显示,老款特斯拉Model 3的后驱版本电机最大功率202kw,换装国产电机后,电机最大功率提升到220kW。

此外,蔚来的第一台车ES8为了追求高性能, 也采用了异步感应电机的设计,前后双电机的设计可以带来最大 478kW 的功率,并以此带来 4.4 秒的百公里加速,而电机供应商则是自家的蔚然动力。

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不过在后期推出的ES6上面,在基准版中也采用了双永磁同步电机的设计。不过在其性能版中,采用了交流异步感应电机+永磁同步电机组合的方式,同时也兼顾了高性能和续航里程。

看来,永磁电机将在未来相当长的一段时间内继续统治着新能源车界。

对于传统汽车来说,构成汽车最关键的三大部件被称作“三大件”,分别是发动机、底盘、和变速箱。而对于电动汽车来说,则情况大相径庭:电动汽车的三大件是:电池、电机、与电控。专业上把这三样东西叫做“三电”。

其中电池领域和电机领域,目前国内水平并不差,可以列入世界一线水平。而在电控领域,是我们真正落后的地方。

最好的电动汽车电机(电动汽车80千瓦的电机)

有一种业内说法是,电控部分目前特斯拉第一,比亚迪第二,其他并列第三。

电控也分硬件和软件两大部分,硬件部分主要是各种电子器件,核心的是中央处理器,功率器件(MOS和IGBT),传感器(电压,电流,温度等),辅组IC器件(旋变解码芯片,通讯协议芯片,电源芯片等等)。还有关键的软件,但软件部分我们的进步也很快,和国际先进水平差距并不大。差距最大的地方在于辅组IC器件,说穿了问题还是出在芯片身上,并非单纯的汽车行业的问题

写在最后

总体来说,交流异步电机和永磁同步电机各有所长,代表着两种不同的发展方向。

虽然目前看起来永磁同步电机占据了上风,但是主要原材料“万磁之王”钕铁硼成本高,而且具有不可持续性的特点。作为最常使用的稀土永磁产品,它广泛应用于电子机械、医疗器械、航天航空、国防军工以及新能源、节能环保等领域。据悉,每台混合动力汽车对于钕铁硼的消耗量约为2.5公斤,纯电动汽车每台消耗钕铁硼5公斤。

实际上,国际上也在担心大规模使用钕铁硼磁材会被中国“卡脖子”。据悉,为摆脱对中国稀土的依赖,日本东芝在2016年就开始尝试使用钐钴磁铁替代钕铁硼;世界上第一个大规模生产的混合动力车辆车款的丰田普锐斯,目前车辆发动机中钕铁硼磁材的用量最早期车型减少了一半。

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