电动车优劣看电机!技术控必读

新能源电机功率提升

2025年来了,新能源汽车的充电速度越来越快,电机的功率也越做越大。之前我们还做过一个《LAB电机功率排行榜》呢。

比如说现在市面上的一些新能源车,单个电机的峰值功率已经达到了580千瓦,跟以前燃油车里的V10、V12发动机差不多了,真是厉害得不行,简直有点吓人。

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电机功率与安全关系

很多人担心:这么大的电机功率,要是用在不是性能车的车上,会不会变成“马路杀手”,事故越来越多?

其实啊,别被新能源汽车那夸张的电机功率吓到了。今天咱们就来聊聊一些基础的东西。

**峰值功率和额定功率,到底哪个更靠谱?**

首先,新能源车的电机峰值功率,跟传统燃油车发动机的峰值功率,其实不能直接比。

这里有两个概念,一个是车企喜欢宣传的“峰值功率”,另一个是“额定功率”。

我们平时在车的配置表上看到的,基本都是“峰值功率”。但你得知道,这个功率只是在短时间内能爆发出来的,不是一直能维持的。

因为电机工作的时候,其实是把电能转化成机械能,过程中会有能量损耗,比如焦耳热、铁损等等,这些都会产生热量。

如果一直高功率输出,电机产生的热量可能超过散热系统的承受能力,这样就会导致电机的绝缘层损坏,或者永磁体退磁,这些都是不可逆的损伤。

所以,电机长时间高功率运行是不可能的,一般也就只能维持30秒左右。

所以说,虽然新能源车的电机功率看起来很大,但实际使用中并不会一直这么“狂飙”,也并不是所有车都像性能车那样天天“炸街”。

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额定功率与峰值功率的区别

额定功率,说白了就是电机在正常工作状态下,长时间运行时能稳定输出的最大功率。简单点说,它决定了车子日常开起来有多带劲,比如高速巡航、城市通勤这些情况。

而峰值功率呢,就像是电机的“爆发力”,主要影响的是像零到百公里加速、爬坡、超车这些需要瞬间发力的场景。比如说一辆纯电动车,如果峰值功率高,那它起步就会特别快,但可能持续不了太久。

举个例子,比亚迪汉EV那个后驱电机,它的峰值功率是580千瓦,而额定功率是300千瓦。也就是说,额定功率已经达到了峰值的一半以上,这在电机里算是挺厉害的了。

不过有些电动车的峰值功率和额定功率差距还挺大的,甚至有的峰值功率是额定功率的两倍还多。这就导致了一些电动车虽然加速很快,但最高速度却不如燃油车,原因有几个:一个是电动车没有变速箱,电机在高速时输出功率会下降;另一个就是电机本身的特性限制,高速下动力会减弱。

再说说发动机,它也有两个概念:一个是最大功率(也就是额定功率),另一个是最大净功率。不过跟电机不一样,发动机在正常工作时不会有散热或者功率受限的问题,所以它在各种工况下都能保持比较稳定的输出。

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发动机功率解析

好,我来用更口语化、更通俗的方式改写这段内容:

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所以啊,发动机的最大功率和净功率之间的区别,其实说白了就是:最大功率是发动机在理想状态下能输出的最大动力,而净功率就是把那些像发电机、空调这些车上额外设备的耗电给算进去之后剩下的实际可用功率。

这两个数值差得不多,你在燃油车的铭牌上能看到的就是净功率,也就是发动机真正能用出来的那个数据。

不过到了新能源车这边就不太一样了。现在咱们看新能源车的铭牌,上面写的通常是电机的“峰值功率”,而不是“额定功率”。什么叫峰值功率?就是电机短时间内能爆出来的最大功率,比如急加速的时候用的那一下劲儿。

现在的纯电动车,峰值功率动不动就赶上甚至超过燃油车的V6、V8了。虽然额定功率(也就是平时能稳定输出的那个)可能比峰值低不少,但日常开车的话,这个差距其实也没啥大影响,够用了。

接下来聊聊电机类型。现在纯电动车常用的电机主要有两种:永磁同步电机和交流异步电机。

这两类电机的结构其实挺像的,都是有固定的“定子”和一个可以转的“转子”。当定子通电后,就会产生一个旋转的磁场,这个磁场会“切”过转子,让转子里产生感应电流。

有了这个感应电流之后,转子本身又会在定子的磁场里受到电磁力的作用,从而带动转轴转动,把电能变成机械能,驱动车子前进。

简单来说,就是通过电流在磁场中受力运动来实现动力输出。这就是交流异步电机的基本原理,它的转子里面有很多绕组线圈,用来产生感应电流,然后自己转起来。

而永磁同步电机呢,它的转子上装的是永磁体,不需要靠感应电流来工作,所以效率更高,也更省电,但现在市面上大部分电动车都用的是这种电机。

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这样讲是不是更接地气、更容易理解了?如果需要更简化的版本或者加点比喻,也可以继续调整。

异步电机工作原理

好的,下面我用更口语化、更通俗的方式,把这段内容重新整理一下:

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所以啊,交流异步电机也叫感应异步电机。那“异步”是什么意思呢?

简单来说,就是它的转子和定子的旋转磁场速度不一样。它们之间总有一丢丢“差”,就像两个人跑步,一个快一点,一个慢一点,永远追不上对方。

当转子和定子的转速一样了,那转子就不再切割磁感线了,也就没有感应电流产生。而没有感应电流,转子就没有自己的磁场,自然也就不会转了。

但一旦转子停下来,它又开始切割磁感线,这样又会再产生感应电流,然后又开始转。所以转子总是比定子的磁场“慢一步”,这就是为什么叫“异步”电机。

那跟永磁同步电机有什么区别呢?

永磁同步电机的转子本身就是一个永磁体,自带磁场,不需要像异步电机那样靠线圈来感应产生磁场。只要定子一通电,产生旋转磁场,就能直接带着转子一起转,而且两者速度一直保持一致,这就叫“同步”。

因为转子和定子始终同步,所以永磁同步电机在功率、扭矩、低速大扭矩方面表现更好,控制起来也更方便。只需要调整定子电流的频率,就能控制转速。

相比异步电机,永磁同步电机省去了转子自己感应电流、再产生磁场这个过程,效率更高。而异步电机的转子是靠线圈绕组来感应电流的,这些线圈会有电阻,会浪费一部分能量。

所以总结一下:

- 异步电机靠感应产生磁场,转子和定子不同步;

- 同步电机转子自带磁场,转子和定子始终保持同步;

- 同步电机效率高、控制好,但成本可能更高一些。

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这样讲是不是更清楚一点?如果还有不明白的地方,我可以再用例子帮你理解!

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永磁同步电机优势与缺点

永磁同步电机的转子是用永磁体做的,没有线圈绕组,所以就没有这部分的损耗了。

而且,因为它是用永磁体当转子,不是靠线圈感应来产生磁场,所以体积通常比较小,效率也高,所以在续航方面表现更好一些。

现在市面上很多车都用这种电机,比如宏光MINIEV、保时捷Taycan,都能看到它的身影。

不过呢,永磁同步电机有个问题,就是它里面用到了钕铁硼这类稀土材料,这些材料成本很高,大概占整个电机成本的一半左右。

相比之下,像交流异步电机就不需要永磁体,所以成本低很多,像家里的洗衣机、电风扇这些电器,基本都是用这种电机。

另外,永磁同步电机还有一个缺点,就是当它高速运转的时候,需要做“弱磁控制”,也就是生成一个反方向的磁场来减弱永磁体本身的磁场,这样一来,电机在高速时的效率就会下降一些。

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永磁电机的优缺点

好,我来用更口语化的方式把这段内容改写一下,尽量让表达更自然、更容易理解:

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交流异步电机的转子磁场是靠感应产生的,所以只要减少一点电流,它的性能就会下降。

而永磁同步电机用的是永磁体,但这个东西挺娇气的,特别怕高温。一旦温度太高,磁性就可能永久丧失,再也恢复不了了。

在高速或者高负载的情况下,永磁同步电机的优势就不明显了,反而可能不如交流异步电机。以前有些纯电动车只用永磁同步电机,结果极速一般只能到180公里左右。

不过保时捷Taycan是个例外,它前后都用了永磁同步电机,极速还能超过200公里。它是怎么做到的呢?因为后轴上装了一台两挡的变速箱,这样就能在高速时保持动力输出。

像蔚来ET5、ET7,还有特斯拉Model 3的四驱版,通常采用的是“后永磁同步+前交流异步”的组合。这样既能保证低速时的动力响应和能耗表现,又能在高速时保持稳定性能。

不过也有例外,比如特斯拉Model X,它用的是“前永磁同步+后交流异步”的搭配。这可能是因为永磁同步电机体积小,所以Model X虽然年代比较久,但前备箱居然还能有183升的容量,这在同级别里算是很厉害了。

其实除了常见的交流异步电机和永磁同步电机,市场上还有一些车企用的是励磁电机。这种电机的原理跟永磁同步电机有点像,也属于同步电机的一种,只是磁场是通过外部供电来建立的,而不是靠永磁体。

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这样讲起来是不是更接地气一些?如果需要更简洁或更详细,也可以再调整~

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第六代励磁电机特点

宝马第六代励磁电机(后篇)

咱们接着说,这个励磁电机跟以前的永磁电机最大的区别,就在于它是怎么产生磁场的。以前是用永磁体来给转子提供磁场,现在换成了一种叫“电励磁线圈”的东西。也就是说,磁场不是固定的,而是可以通过调节线圈里的电流来控制的。

这样一来,电机的功率输出就和励磁电流直接挂钩了。根据车子在不同情况下的需求,比如起步、加速或者高速行驶,可以灵活地调整励磁电流,让电机表现得更精准、更高效。

所以,这种励磁电机在低速的时候表现特别好,动力响应快;到了高速阶段,也能保持稳定、持续的动力输出,不会像某些电机那样“力不从心”。

不过呢,这种电机也有个小缺点——它需要一个滑环和碳刷的装置,把电流输送到励磁线圈里。而碳刷这个东西,用久了就会磨损,产生一些粉尘,长期下来可能会影响电机的寿命和性能。所以这类电机通常需要定期维护。

那么问题来了,这种电机能不能成为未来的主流?还得看车企的技术发展,能不能把碳刷的问题解决掉,或者找到更耐用、更环保的替代方案。如果技术上突破了,那励磁电机说不定会大放异彩。

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