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如何成为超长续航王?高效率驱动电机很重要!

2018-11-09 14:54 来源: 和讯

大洋网讯 新能源车百般好。于国,它能给民族车企一个弯道超车,追赶国际巨头的机会;于民,它打破了燃油车霸占多年的议价权,消费者可以更实惠的价格获得更优胜的使用体验;于史,它能大大降低能源消耗与污染物排放,留给子孙后代一个更美好的将来。无怪乎短短数年间,新能源车细分市场就有了爆发性的增长。

如何成为超长续航王?高效率驱动电机很重要!

然而完美只属于虚幻,现实中总有遗憾,新能源车的阿喀琉斯之踵,在于目前的技术限制下,充电终究未能做到与加油一般快捷便利。因此,大家普遍都十分关注新能源车,尤其是纯电动车的续航表现,甚至还有了“里程焦虑”这么一个新词汇,续航里程已经成为了决定一款EV竞争力的最重要因素之一。然而,很多消费者至今对续航的理解都仅限于电池容量,大家是否想过,决定一台EV充一次电能跑多远的,还包括有电动机效率这个因素呢?

为电动机正名:它依旧是“心脏”,要续航首先得看它的效率!

燃油车时代,我们习惯把发动机称作车辆的“心脏”。而进入新能源时代后,虽然因为上面提到的原因,所以电池包成为了大众目光的焦点,但为EV行驶提供所有动力的电动机,其地位并不因为能源形式的改变而有所不同。

如何成为超长续航王?高效率驱动电机很重要!

我们评价一款燃油引擎孰优孰劣,标准是多维度的,除了动力参数外,像输出平顺性、可控性以及燃油经济性都是必须考虑的方面。对于电机而言,情况是一样的,而其各方面性能的高低,也同样是由机械结构所决定,与内燃机并无区别。

举个例子,我们知道内燃机有机械增压/涡轮增压/自然吸气/歧管喷射/缸内直喷/可变正时等等一系列不同的形式,电动机同样也有不止一个类别。目前主流的电动机形式有感应电机、开关磁阻电机和永磁同步电机三种,它们的主要几种性能指标见下表:

如何成为超长续航王?高效率驱动电机很重要!

从表中可见,永磁同步电机对比其余两种主流电机,优势是全方位压倒性的,不但效率高(不仅仅是工作过程中电能转化率高,因为没有励磁部分的电流分量,高转速时功率衰减并不明显,工作转速范围被大大拓宽,传统的变速箱得以省略,加上出色的动能回收性能,反映到整车层面时,效率的保持也比其余两种结构还优秀不少),而且更优的功率因素、功率密度以及控制性,还能带来绝佳的驾驶体验。这对于燃油车车主来说是不可想象的,因为内燃机在性能和油耗两者间往往只可取其一。对此坊间有个非常写实的段子——AMG旗下车型,不是在加油站就是在去加油站的路上。

如何成为超长续航王?高效率驱动电机很重要!

这除了能表明新能源车相对于燃油车的进步性外,还说明了哪怕是燃油车,能耗够高的话续航都会是个大问题。只是说加油比起充电来说还是要方便些,所以燃油车的高能耗更多是造成车主经济上的压力。但新能源车不同,在充电问题尚未完全解决之前,再大的电池包也经不起“电老虎”电机的摧残。而且话说回来,为了应对电机的高能耗,电池包你是扩大不扩大呢?扩大的话,造成的成本提升分分钟比在电机上省下来的更甚;再者虽然电比油便宜,但长此以往地消耗,也是会对车主用车成本造成影响的。

所以,即便绝大部分厂商都因成本问题而选择了感应电机和开关磁阻电机,但还是会有少数思路清晰而且真心实意为消费者考虑的厂商义无反顾地给旗下车型装备永磁同步电机的,最近上市的比亚迪秦Pro EV500就是一个值得一提的例子。借助用词同步电机的特性,其动力系统综合效率可高达93%,整车百公里综合能耗低至13.8kWh!以目前家用电价水平来计算,实际每公里的能源成本仅需0.1元左右,甚至不到!相比之下量产的汽油机才刚刚突破40%热效率大关,低效率不说,面对越发拥堵的路况加上油价稳步上涨,每公里0.5元的油费都已经是非常非常理想的水平了,两者差距明显!当然了,更重要的是续航能力大大提升,最长可达500km!(60km/h等速工况)

如何成为超长续航王?高效率驱动电机很重要!

值得一提的是,针对永磁同步电机磁体在长久使用后可能会消磁的唯一弱点,比亚迪还周到地做了相关的改进,通过优化直轴电感及凸极率来提升了其抗退磁能力,可谓是扫清了消费者最后一点顾虑。

不是说不该“堆”电池,但“堆”的应该是技术和技巧

对于提升续航能力,节流当然重要,但“开源”同样不能忽视,毕竟电机效率再高也高不过100%,所以电池的容量依旧是相当重要的性能指标。然而,电池本身“分量”不小,如果为了总容量而盲目堆砌,反而会造成车重飙升,更多的能量会浪费在运输能量载体本身,使得最终结果与增长续航的目标背道而驰。

如何成为超长续航王?高效率驱动电机很重要!

有见及此,在技术范畴上,首要达成的目标当然是要尽一切努力提高电池能量密度。秦Pro EV500所搭载的动力电池包,是以比亚迪最新一代三元锂电池为单元所构成,其能量密度高达160.9Wh/kg,能在最新国标当中,享受到最高级别的补贴调整系数,也即是2018年度的补贴天花板,技术之先进、性能之强悍可见一斑。

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