歷史的契機,國內(nèi)的新能源電動汽車如雨后春筍一般的發(fā)展起來了,但作為電動汽車的標標桿,特斯拉無疑是國內(nèi)車企業(yè)重視和比對的對象。
最近有一個有趣的現(xiàn)象,喜歡電動汽車的朋友,隨著對電動汽車的不斷的認識,慢慢的也不僅僅留在電動汽車表面上的那一些東西了,除了所謂的一些車評測,對汽車最基本的屬性如駕乘舒適性及外觀科技感等泛泛的一些東西,也逐漸關(guān)注起三電之類的專業(yè)的東西了。
特斯拉電動汽車
新版的特斯拉汽車,現(xiàn)在啟用的方案是后永磁,前異步方式,異步電機用的是臺灣的富達電機。從迭代路線來看,特斯拉電動汽車慢慢的在升級改進,并不是一步式的使用眼下熱火的永磁電機,之所以這樣并不是沒有國內(nèi)一些新能源汽車的技術(shù),相應(yīng)的是使用慢慢迭代更新升級的相對保守的方式。
先看一下它們的驅(qū)動方式吧
特斯拉驅(qū)動方式
從上圖可以看出來,特斯拉電動汽車使用的是后驅(qū)方式也就是動力提供上是使用了新的永磁無刷電機,而前驅(qū)使用的是交流異步電機。
動力上,入門的后驅(qū)車型采用的是后置單電機布局,最大馬力299PS;全輪驅(qū)動版與高性能全輪驅(qū)動版車型都是采用前置+后置的雙電機布局,最大馬力分別為352PS與462PS,與之匹配的都是電動車單速變速箱。三款車型的工信部純電續(xù)航里程分別為600km、590km、595km
特斯拉展示中的汽車
據(jù)報道,在首批三款車型中采用自制交流感應(yīng)異步驅(qū)動電機取得巨大成功之后,Tesla剛剛發(fā)布的Model 3車型已改用永磁同步交流(PMAC)電機。
報道稱,Tesla在其EPA認證文件中披露了電機類型,聲明中寫道:驅(qū)動電機 — 交流3相PM電機,192Kw,258hp?;拘吞柕碾姍C與長行駛里程型號的電機可能大小不同。
此外,EPA文件還說明長行駛里程Model 3的<u style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px;">電池</u>組電壓為350V,容量為230Ah,所以達到80.5kWh?;拘吞?50 kWh)提供220英里行駛里程,0至60mph加速時間為5.6 s。長行駛里程型號的起步價格為44,000美元,0至60mph加速時間為5.1 s。
此外,中國磁性材料公司北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司(ZKSH)也宣布簽署了一份協(xié)議,未來三年內(nèi)為Tesla Motors供應(yīng)釹鐵硼(NdFeB)磁體。當然,這些材料還可用于電機之外的用途。
為什么使用永磁電機?
與感應(yīng)式電機相比,PMAC電機較為復(fù)雜,但仍然相當簡單且可靠。PMAC電機體積較小、重量較輕,一定程度上比感應(yīng)式電機效率更高,特別是在低載和高載時。幾乎其它所有EV制造商都使用這種類型的電機。
蔚來汽車電池供應(yīng)商是寧德時代,蔚來汽車電動機是蔚然動力
成立于2016年,CEO是李斌,創(chuàng)立的初衷是為了給蔚來汽車提供相關(guān)的動力技術(shù)。蔚來的雙電機技術(shù)確實表現(xiàn)不錯,在動力表現(xiàn)上可圈可點。最近蔚然動力似乎有獨立出去的意思,畢竟不能一直只為自家汽車打工,還要與其他企業(yè)合作實現(xiàn)盈利。比如比亞迪獨立出來的弗迪公司,以及上汽集團的華域汽車,這都是成功的案例。
蔚萊的電動汽車動力
蔚來汽車的電池供應(yīng)商為寧德時代,電動機由蔚然動力提供。與蔚來合作的供應(yīng)商還有聯(lián)合電子、杜邦、博世、馬瑞利等知名企業(yè)。寧德時代與蔚來友誼的小船曾經(jīng)進了點小水,不過很快就曬干了。原因在于蔚來ES8隔三差五的發(fā)生自燃,造成的影響非常負面,而兩方發(fā)出的聲明都在撇清自己的關(guān)系。不過蔚來CEO李斌出來解釋為個例事件,在后來的ES6車型優(yōu)化好此問題了。
那個影響很大的自燃事件
蔚來ES8新款在動力方面,它也是采用全新的動力支持,<u style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px;">相對舊款采用的交流異步電機的不同這(這里劃一下重點)</u>,新款蔚來ES8采用的是永磁同步電機,在動力參數(shù)方面也是有所改變。
ES8新款蔚萊電動汽車
據(jù)說特斯拉現(xiàn)在也在和寧德時代進行合作,并且有人猜想未來特斯拉汽車可能采用寧德時代的電池。
新能源汽車龍頭特斯拉公司使用的電機是三相感應(yīng)電動機,而非傳統(tǒng)電動車所用的稀土永磁電機。特斯拉電機采購自臺灣富田電機。如圖
基于上面,問題來了,
特斯拉Model 3采用永磁電機其并不是全部采用永磁電機異步電機還用在車上的,至于是不是全部采用永磁同步電機,那還要有一段的時間的。
下面是一段小小的科普:
磁電機,使用永磁體做轉(zhuǎn)子,是同步電機,效率相對會比異步電機高點,從力矩的控制角度而言,控制效果會好很多,如果使用那種方波形式,調(diào)速器的結(jié)構(gòu)也會比異步電機簡單,這也是電動車基本上都使用永磁電機的根本原因,放眼全球,似乎只有特斯拉等少部分廠家使用了異步電機,而其他廠家,幾乎都使用永磁同步電機。在這里要說一下的是國內(nèi)的大部分的電動車企業(yè)膽子真的很肥。之所以這么說,大家可以看一下除了永磁電機的優(yōu)點以外,你還要看一下它也有它的弱點。在沒有解決之前。任何有瑕疵的地方都是車企業(yè)應(yīng)注意的地方。不光是造車也是對千萬用戶的負責。這也是本人行文的目的,寧愿用成熟穩(wěn)定的技術(shù)也不能把用戶作小白鼠,至少這是負責任的。
永磁同步電機
異步電機,自從發(fā)明家特斯拉改進性發(fā)明以來,結(jié)構(gòu)一直比較穩(wěn)定,而且非常簡單可靠,維修容易,制造和維護成本非常低,這是它在工業(yè)場合廣泛應(yīng)用的根本原因。
電動汽車用交異步電機
但是異步電機的調(diào)速系統(tǒng),很長時間都沒有突破,異步電機,基本上局限于定速場合,一直到上個世紀80年代以后,因為功率關(guān)鍵技術(shù)突破,IGBT等產(chǎn)品上市了,變頻器調(diào)速出現(xiàn)了,異步電機的調(diào)速才得到了大規(guī)模的應(yīng)用,在國內(nèi)使用異步電機變頻調(diào)速,也是上個世紀末才開始的。矢量和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)成熟后,異步電機的調(diào)速性能已經(jīng)和有刷直流調(diào)速媲美了,中小型的異步電機調(diào)速系統(tǒng),性價比也趕超了有刷直流電機。
在性能和價格都突破的前提下,特斯拉以往的車用電機,就大膽使用了異步電機來做車子的動力心臟。雖然異步電機效率低點,但是因為穩(wěn)定可靠,對于車載惡劣環(huán)境下,使用它還是有優(yōu)勢的,而特斯拉的異步電機,使用了銅轉(zhuǎn)子(普通異步電機一般使用鋁轉(zhuǎn)子),這樣能提升一點效率。
使用銅轉(zhuǎn)子的特斯拉交流異步電機
而永磁同步電機,雖然成本會貴點,效率始終會高于異步電機。永磁同步電機,需要用到稀土材料,中國是稀土大國,在應(yīng)用這種電機時候,有成本優(yōu)勢,這也是國內(nèi)幾乎所有的車企,都使用永磁同步電機的重要原因。
目前國內(nèi)特點是山東,江蘇等地產(chǎn)的滿大街跑的電動三輪車,也使用了永磁同步電機,調(diào)速系統(tǒng)簡單,雖然電機貴點,但是調(diào)速器成本降低了,綜合起來,反而會性價比更高。
在電池容量遲遲沒有突破前提下,續(xù)航里程是電動車的焦慮重點,使用同步電機,可以讓車子在同樣容量電池下能跑出更遠的里程,相信這也是特斯拉也使用永磁同步電機的最根本原因。
重點來了:
但是永磁同步電機,也有軟肋,因為稀土材料都怕高溫,車載環(huán)境溫度比較高,使用時間長了,會有丟磁的問題存在,這樣會讓電機扭矩下降,功耗增加,所以如何讓電機運行溫度低,也是各車企頭痛的問題了,想想當年的有刷直流電機,雖然調(diào)速性能出色,效率也很高,但是因為碳刷維護麻煩問題,所以逐步退出很多市場了。永磁體如果不能處理好可靠性問題,也變成成為使用者的另外一個“碳刷”。很多小電驢,使用一段時間后,的確會出現(xiàn)電機退磁問題,這也是給消費者帶來了很大的不方便了。
還有一種情況,稀土材料目前生產(chǎn),絕大部分集中在中國,稀土本身也是一種資源材料了,逐年成本加貴,如果大家都是使用永磁同步電機生產(chǎn)汽車,很可能會讓稀土價格猛漲,生產(chǎn)成本會成為一個大問題,但是異步電機,并不存在這個問題了。
我關(guān)注的并不是這個,如果,如果是用在千家萬戶的日常生活上的技術(shù),就應(yīng)秉承安全穩(wěn)妥才是車企應(yīng)有的良心。
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