通常在購買燃油汽車的時候，了解車輛的發(fā)動機，并選擇最適合自己的那一款是任何一個消費者都需要做的功課。但當我們在選擇純電動汽車的時候，卻似乎很少有人注意到電動汽車的驅動電機。驅動電機代替了傳統(tǒng)燃油汽車的發(fā)動機，將電能轉化為前進的動能，使車輛得以前行。
所以驅動電機的特性也決定了純電動汽車的主要性能指標，甚至直接影響了車輛動力性、經濟性和用戶駕乘感受�，F如今中國的純電動汽車市場日新月異，不僅自主品牌車型種類繁多五花八門，很多合資品牌和豪華品牌的純電動汽車也即將在2018年殺入戰(zhàn)局搶奪蛋糕。所以，今天小泡君就跟大家聊聊電動汽車的心臟——驅動電機。
雖然絕大多數人都認為邁克爾·法拉第是第一個發(fā)明電機的人，但真正讓電機投入實際使用而不是止步于實驗室的則是普魯士人莫里茨·馮·雅克比。1834年5月，雅克比創(chuàng)造了第一臺真正的旋轉電機。而僅過了4年，雅克比本人就對自己的發(fā)明進行了改良，也就是第二代電機。這次的改良讓它的發(fā)明更上一層樓，可以驅動一輛承載14人的小船。在當時來說，這款電機所能輸出的功率已經相當可觀了，而全球其他國家的科學家知道1840年左右才逐漸開發(fā)出了類似或是更好的電機。順帶一提，當時的所有電機都是直流電機。
時間來到19世紀80年代，因為交流電在長距離高壓輸電方面擁有非常大的優(yōu)勢，所以全球的科學家都在努力研發(fā)具有商業(yè)價值的“交流電機”。1888年3月11日，意大利著名電氣工程師伽利略·法拉利（跟我們熟知的提出自由落體的伽利略和法拉利跑車沒有什么直接關系）在一份論文中發(fā)表了他對“異步交流電機”的研究成果，而兩個月后，美國著名電氣工程師尼古拉·特斯拉也獲得了他的“交流電機”專利授權。由于兩者均為獨立研發(fā)，且公開成果的時間相差不多，所以后人也很難判斷究竟是誰最先發(fā)明了交流電機。有意思的是，1888年都靈皇家科學院出版了伽利略·法拉利的論文，但給這篇論文做出了“基于該原理制造的電機沒有任何商業(yè)價值”的評論。
當然，隨著技術不斷發(fā)展，直流電機和交流電機都得到了非常廣泛的應用。在純電動汽車剛剛興起時，由于直流電機技術比較成熟，所以當時的電動汽車大多采用了直流電機。這種電機的特點是控制調速比較簡單，但結構非常復雜。所以在經歷長時間的工作狀態(tài)時，電機的電刷容易出現損耗。而要進行維護又要對電機進行拆解，費時費力。同時，電機運轉的時候，電刷冒出的火花會讓轉子積累熱量，形成高頻電池干擾，非常容易影響車內的其他電器元件。盡管有著原理簡單、調速容易等一些優(yōu)勢，直流電機仍然因為缺點明顯而被市場淘汰掉了。所以在如今的純電動汽車市場里，我們已經幾乎看不到搭載這類電機的車型了，但不能否認的是，直流電機對電動汽車的研究和發(fā)展起到了不可磨滅的作用。
近幾年的純電動汽車領域，永磁同步電機的應用應該算得上是最為廣泛了。雖然使用的是交流電，但永磁同步電機的結構和無刷直流電機類似，所以也繼承了它結構簡單的優(yōu)點。永磁同步電機最大的特點就在于擁有非常高的功率密度和扭矩密度，也就是說，在同樣的重量和體積下，永磁同步電機能輸出更高的功率和扭矩。同理，在相同的功率和扭矩情況下，采用永磁同步電機就可以獲得最小的重量和體積，為另一個極為重要的部件“動力電池”留出足夠的空間和質量。此外，永磁同步電機還擁有噪音較小的特點，這對于家用純電動汽車來說也是非常直觀的優(yōu)勢之一。
既然有優(yōu)點，自然也有缺陷。永磁同步電機最大的問題就在于成本較高。位于電機內的永磁材料雖然號稱“永磁”，但在一些情況下也會發(fā)生磁性衰退的現象。永磁材料的價格一直居高不下，同樣影響了電機乃至整車的成本較高。這也是為什么，即使算上國家和地方的補貼，同樣級別的燃油車和純電動汽車，電動汽車仍然要比燃油車貴上不少。永磁同步電機如今受到了絕大多數汽車制造商的青睞，也在市面上的車型當中比較常見，像寶馬i3、日產聆風、吉利帝豪EV等等非常多的純電動車型都搭載了永磁同步電機。
相對于永磁同步電機，異步電機的有點就是成本十分低廉，這當然要歸功于電機內不需要昂貴的“永磁材料”。同時，異步電機還擁有工藝簡單、運行可靠、維修方便等特點，能夠在復雜的工作環(huán)境中工作，也對周圍工作溫度的大幅度變化有比較強的適應能力。但在重量和體積是異步電機的丟分項，在同樣的功率和扭矩下，異步電機所需要的體積和重量要遠大于永磁同步電機。
所以目前的市場上除了特斯拉之外，也很少有廠商愿意采用異步電機作為純電動汽車的首選電機。而特斯拉之所以能夠將又大又重的異步電機放進車身，還不影響動力電池的部署，正是因為它在工藝和材料方面的技術突破，當然，這也是讓特斯拉價格居高不下的理由之一。除了新能源乘用車發(fā)展迅速之外，純電動客車的發(fā)展也是日新月異。由于客車本身對于空間的要求沒有乘用車來的那么嚴格，所以異步電機在客車領域大放異彩，像宇通、中通、金龍等等客車廠商都廣泛采用了異步電機作為旗下車型的驅動電機。
如今雖然應用在純電動汽車領域的電機以永磁同步電機和異步電機為主，但電機的種類卻不遠不止這兩種。它們因為各種原因未能出現在純電動汽車上，但也在各行各業(yè)為電氣化產生著價值。相信在未來的某一天，一旦發(fā)現了全新的材料和技術，純電動汽車還將有更多優(yōu)秀的電機可以選擇。到那個時候，買車之前恐怕就要先了解一下，各種不同的電機究竟有哪些區(qū)別了。
以上內容由西安西瑪電機網絡部收集整理發(fā)布，僅為傳播更多電機相資訊、電機知識供讀者參考之用，不代表西瑪集團同意或默認以上內容的正確性和有效性。讀者根據本文內容所進行的任何商業(yè)行為，西瑪集團不承擔任何連帶責任。如果以上內容不實或侵犯了您的知識產權，請及時與我們聯系，西瑪電機網絡部將及時予以修正或刪除相關信息。
西安西瑪電機集團網站： m.clickipa.com |
