[汽車(chē)之家 技術(shù)] 特斯拉Model S的快相信已毋庸贅述,，快到今天一提起高端純電動(dòng)品牌人們就想到它。既然后起之秀如此上進(jìn),，傳統(tǒng)車(chē)企自然不會(huì)坐視不管,，這不保時(shí)捷就準(zhǔn)備拿出Taycan應(yīng)戰(zhàn)，不過(guò)在這之前他們做出了一臺(tái)名為Mission E Cross Turismo的概念車(chē)來(lái)小試牛刀,。但你知道嗎,？在核心部件驅(qū)動(dòng)電機(jī)的技術(shù)上，特斯拉貌似有些“落后”,。關(guān)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的故事還有很多,，今天我就和朋友們一起聊聊電機(jī)的那些事兒。
特斯拉Model S P100D有著2.7秒的0-100km/h加速時(shí)間,，這個(gè)成績(jī)?cè)谌加蛙?chē)?yán)镆彩欠浅Ｖ炝?。而一個(gè)傳統(tǒng)車(chē)企中的老牌勁旅，在內(nèi)燃機(jī)稱(chēng)霸時(shí)代大紅大紫的保時(shí)捷,，為了能夠證明自己玩電動(dòng)依然很牛,，他們也做出了0-100km/h加速時(shí)間在3.5秒以?xún)?nèi)的Mission E Cross Turismo，雖為概念車(chē),，但已是實(shí)力不俗,。不過(guò)，兩者選擇了截然不同的技術(shù)路線(xiàn),，到底誰(shuí)才能成為真正的贏(yíng)家呢,？
看完以下內(nèi)容，你就看完了文章的70%：
1,、保時(shí)捷和特斯拉選用了不同的驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)路線(xiàn),，前者為永磁同步電機(jī),，后者為感應(yīng)異步電機(jī)；
2,、永磁同步電機(jī)有著效率高,、體積小等優(yōu)勢(shì)，但相對(duì)成本較高,，受溫度變化影響大,；
3、感應(yīng)異步電機(jī)有著成本低,、可靠性相對(duì)較高的特點(diǎn),，但能耗高是其最大短板；
4,、特斯拉曾因電機(jī)能耗高,，導(dǎo)致車(chē)主掏約7萬(wàn)元的“排放超標(biāo)”罰款。
● 孿生兄弟：長(zhǎng)相相似,，性格卻截然不同
永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)就好像是一對(duì)孿生兄弟,，長(zhǎng)相極其相似，但卻有著不一樣的脾氣秉性,。在基本結(jié)構(gòu)和外觀(guān)上兩種電機(jī)大致相同,，都是由定子、轉(zhuǎn)子,、電機(jī)外殼等常見(jiàn)部件組成。只不過(guò)轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu),、用料和工作原理上存在差異,。永磁同步電機(jī)屬于交流電機(jī)的一種，其轉(zhuǎn)子是由帶有永久磁場(chǎng)的鋼制成,，電機(jī)工作時(shí)給定子通電,，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，而“同步”的意思是在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度同步,。
感應(yīng)異步電機(jī)也屬于交流電機(jī),，轉(zhuǎn)子是由導(dǎo)電性好的金屬材質(zhì)制成，如鋁,、銅等材質(zhì),，且轉(zhuǎn)子大多采用鼠籠式結(jié)構(gòu),，工作時(shí)也是通過(guò)給定子通電，此時(shí)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,，從而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī),?！爱惒健敝饩褪窃谶\(yùn)行時(shí),，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度,，故稱(chēng)之為異步,。
說(shuō)的再簡(jiǎn)單一些，這兩種電機(jī)均為交流電機(jī),，永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子自帶磁場(chǎng),，而感應(yīng)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子只是導(dǎo)體，并不帶磁場(chǎng),，是通電之后產(chǎn)生了感應(yīng)磁場(chǎng)才能與定子發(fā)生作用,。由于技術(shù)路線(xiàn)的不同,，也就使得兩種電機(jī)有著各自的特點(diǎn),，接下來(lái)就跟大家聊聊他們各自的優(yōu)劣勢(shì),。
◆ 保時(shí)捷為什么會(huì)選永磁同步電機(jī),？
我們還是結(jié)合之前提到的車(chē)型來(lái)分別看這兩種類(lèi)型的電機(jī),。在2018北京車(chē)展上亮相的Mission E Cross Turismo搭載了兩臺(tái)永磁同步電機(jī)，兩個(gè)電機(jī)分別布置在前后軸之間,，可同時(shí)輸出動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動(dòng),。這種布局形式在實(shí)現(xiàn)四驅(qū)的同時(shí)可以使前后配重更加均勻,。
在雙電機(jī)同時(shí)工作的情況下，Mission E Cross Turismo的動(dòng)力系統(tǒng)最大功率為600Ps（440kW）,，0-100km/h加速時(shí)間在3.5秒以?xún)?nèi),，加速到200km/h的時(shí)間只需12秒，這樣的實(shí)力足夠碾壓燃油超跑,。這也是德國(guó)人決定快速轉(zhuǎn)型,，進(jìn)軍純電動(dòng)領(lǐng)域的表現(xiàn),，畢竟對(duì)于這些超跑專(zhuān)業(yè)戶(hù)而言,，為了贏(yíng)值得付出一切,。
■ 能量轉(zhuǎn)化率高,、適用于低速及復(fù)雜多變的路況
能量轉(zhuǎn)化率高是永磁同步電機(jī)電機(jī)特點(diǎn)之一，可以達(dá)到90%以上,。相比之下從化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能效率只有35%的汽油發(fā)動(dòng)機(jī),，以及電動(dòng)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能85%-90%的感應(yīng)異步電機(jī)就相形見(jiàn)絀了。
其次是其調(diào)速范圍比較大，“調(diào)速范圍”這種說(shuō)法可能有些過(guò)于晦澀,，說(shuō)白了就是能夠適應(yīng)車(chē)輛在低速行駛和高速行駛的動(dòng)力需求,，而且各工況都保持著比較高的能量轉(zhuǎn)換效率,。也就是說(shuō)不論是在城市擁堵還是高速暢通的工況下,，永磁同步電機(jī)在提供車(chē)輛所需動(dòng)力性能的同時(shí)，還可以做到相對(duì)比較省電,。
最后是其體積較小,、重量輕,，這個(gè)特點(diǎn)要相對(duì)于相同功率密度的感應(yīng)異步電機(jī)而言,。打個(gè)比方,，同樣是可以舉起100kg重量的運(yùn)動(dòng)員,，舉重運(yùn)動(dòng)員的個(gè)頭就要比相撲運(yùn)動(dòng)員要小得多，這就是舉重運(yùn)動(dòng)員的“功率密度”比較大。體積小就能給車(chē)輛的整體布局帶來(lái)更多的優(yōu)勢(shì),，車(chē)輛前機(jī)艙和后備廂能夠設(shè)計(jì)更多的儲(chǔ)物空間,，底盤(pán)上可以設(shè)計(jì)一些動(dòng)力電池的擴(kuò)展空間等等,。也有利于車(chē)輛的輕量化設(shè)計(jì),。
■ 成本相對(duì)較高、性能會(huì)受溫度變化影響
除此之外,，永磁同步電機(jī)也不是沒(méi)有缺點(diǎn),，相對(duì)于感應(yīng)異步電機(jī)，理論上說(shuō)其單位功率升本較高,，也就是說(shuō)相同功率的兩種電機(jī),，永磁同步電機(jī)的造價(jià)更高一些,。再有就是永磁材質(zhì)的轉(zhuǎn)子會(huì)隨著溫度的大幅變化引起退磁現(xiàn)象，這種情況下就會(huì)使電機(jī)的性能下降,。這種感覺(jué)就有點(diǎn)兒像人到了炎熱的沙漠之后產(chǎn)生了脫水現(xiàn)象,，導(dǎo)致身體機(jī)能下降,。
