今天小編分享的汽車經驗:跟缸數一樣重要!買純電車不止看續航 這門道可多了!,歡迎閱讀。
選購新能源車,大家都會看什麼指标和參數?是加速性能?電池容量?續航裡程?還是充電速度?
毫無疑問,以上幾項都是直接關系到第一用車感受的重要内容;但在電動車身上有一種裝備,它的地位相當于傳統燃油車身上的發動機,雖然看似簡單,其中卻蘊含着諸多技術區别,不經意間影響着我們的駕駛體驗。
教授說的,當然就是電機了。
電機作為一種最常見的動力裝置,在我們的日常生活中随處可見,對于自己所用的電器裝了哪種電機,似乎并非我們平時會關注到的問題;但是在以電機驅動的汽車身上,電機類型的差别所帶來的影響可以說是巨大的。
目前來說,市售純電動車型主要采用的電機類型有三種:永磁同步電機、交流異步電機以及勵磁同步電機。
咱們先來簡單認識一下這三種電機的原理區别。
首先永磁同步電機中 " 永磁 " 代表着電機内部安裝有以钕鐵硼為主要原理的永磁體,而 " 同步 " 意味着電機中轉子轉速與定子線圈產生的磁場變化速度一致,其内部結構相對簡單,是目前純電動汽車最常使用的一種主流電機類型。
至于交流異步電機中的 " 交流 " 則代表這是一種使用交流電驅動的電機,而異步則代表電機轉子轉速與定子線圈產生的磁場變化速度不一致,通過氣隙旋轉磁場與轉子繞組產生的感應電流相互作用而生成轉矩,從而輸出驅動力。
而近年又一些車型開始搭載勵磁同步電機,其在大體結構上與永磁同步電機稍有相似,但以電勵磁線圈取代了永磁同步電機中的永磁體,以調整通過電勵磁線圈的電流大小控制磁場,是目前市面上較為新穎的電機類型。
那麼,這三種電機到底應該怎麼選呢?
其實,目前大家能夠買到的純電車型基本上采用的都是永磁同步電機。
正如前文所說,這種電機結構相對簡單,較容易實現電機的小型化,對于優化車内空間布局以及減輕動力系統重量有較明顯的優勢。
同時,由于采用了永磁體,所以哪怕是在低轉速狀态下,它也可以保持穩定運行,而且低轉速時扭力輸出普遍出色,能夠帶來優秀的起步加速性能。
因此,搭載永磁同步電機的車型通常在起步刺激感方面都不會讓人失望。
然而,生產永磁體所需的钕鐵硼屬于稀土,咱們暫且抛開開采稀土對環境的影響,其材料本身的價格就并不低廉,這直接導致這種結構簡單的電機實際生產成本偏高。
這也是許多入門級電動車型售價與過往入門級燃油車相比存在明顯差距的主要原因之一。
此外,永磁同步電機中的永磁體對高溫非常敏感,如果電機溫度過高,其永磁體磁力會顯著下降,導致動力性能也随之大幅削弱。
再者,由于永磁體本身的磁場強度不可調節,在進行高速巡航的時候需要額外加大定子電流抑制過剩的磁力,從而導致高速巡航狀态下的工作效率下降。
因此,大家會發現采用永磁同步電機的車型往往在中後段加速性能方面表現平平,而高速電耗表現也經常偏高。
那麼交流異步電機又怎麼樣呢?
作為世界上應用範圍最廣、生產和使用數量最大的電機之一,交流異步電機技術相當成熟,其優勢在于生產成本控制比永磁同步電機更加優秀,在生產過程中無需使用稀土。
而且,相比永磁同步電機在高速狀态下工作效率低的問題,交流異步電機在高速巡航不需要大扭矩輸出的情況下只需少量電流輸入就可實現弱磁場高速運轉,對于高速行駛的能耗表現來說絕對是一個好消息。
與此同時,交流異步電機還具有非常寬泛的轉速适應範圍,能夠在短時間裡通過快速調節電流量改變扭力輸出水平,對于行進過程中加速有着明顯的幫助。
但是這一類的交流異步電機通常體積較大,重量也高于永磁同步電機,在低速行駛時電耗偏高。
因此,在目前的汽車市場上,交流異步電機主要應用于雙電機四驅車型的前軸驅動,作為輔助角色登場,而較少承擔 " 驅動主力 " 的角色。
至于較為新穎的電勵磁同步電機,它的優點非常突出,但短板也十分值得注意。
電勵磁同步電機在取消永磁體之後,其轉子變成了一個需要以電流產生磁場的電勵磁線圈,控制系統只需通過改變輸入線圈的電流量就可以調節轉子的磁力強度,從而實現調速效果。
相比于永磁同步電機,取消永磁體的設計帶來的最大好處當然就是避免了稀土的使用,不僅節省了資源,也大幅降低了成本,而同步電機低轉速扭矩輸出充足的優勢也得以保留。
此外,以線圈勵磁的方式,也可解決永磁體在高溫情況下磁力減退的短板,從而讓電機在持續工作的過程中性能輸出更加穩定。
再加上電機控制系統可以非常輕松地通過控制電流量調節轉子磁場強度,因此在動力控制方面也可以做的更加細致、快速且線性,讓車輛開起來更加順滑且易于掌控。
然而,由于電勵磁同步電機在轉子中使用了線圈,這導致在結構上需要以滑環碳刷将電流導入線圈,給這類電機帶來了使用壽命和維護成本的擔憂。
縱使如今采用電勵磁同步電機的車企通常都會強調自己以全新研發的技術優化了滑環碳刷的耐久性,但在長時間的高速旋轉摩擦過程之中,磨損是無法避免的,而磨損產生的石墨粉,最終還是需要定期檢查清理,否則将直接影響到電機的工作效果。
因此對于使用電勵磁同步電機的車型來說,日常用車保養中會比采用其他電機類型的車型增加一項針對滑環碳刷的檢查和石墨粉清理項目;在行駛裡程累積到一定程度的時候,甚至需要更換滑環碳刷。
教授總結
對于純電動車來說,電機類型的差别在大家初次試駕的過程中也許很難感受出來,但只要涉及到長期持有和使用,那些看似無關緊要的區别實際上還是會帶來很明顯的體驗差距。
在大部分情況下,永磁同步電機是較為主流的選擇,在城市路況下的動力表現令人驚喜;交流異步電機在高速巡航時的效率表現不錯,但它已經很少作為主驅動電機使用,因此在選購時無需特别關注。
電勵磁同步電機可以說是集前兩種電機的優勢于一身,低速扭矩充沛,高速能效表現也不錯,但代價可能就是比别人更多的維護保養成本了。