在討(tǎo)論電(diàn)動車(chē)技(jì)術(shù)的時(shí)候，大(dà)家(jiā)經常會(huì)說到“三電(diàn)系統”，這“三電(diàn)”主要指電(diàn)池、電(diàn)機和(hé)電(diàn)控。談到影(yǐng)響電(diàn)動車(chē)普及的最大(dà)痛點——續航裏程的時(shí)候，大(dà)家(jiā)都會(huì)把電(diàn)池的容量和(hé)充電(diàn)速度看得(de)非常重要。
但(dàn)是不斷堆電(diàn)池對續航的增加是存在邊際效應的。無腦(nǎo)堆電(diàn)池不僅會(huì)增加車(chē)重，充電(diàn)時(shí)間(jiān)也會(huì)相應變長，對續航的增加卻會(huì)不斷減少(shǎo)。
想要進一步增加續航裏程，得(de)想想另外的辦法了。
1、關于續航，可(kě)以從電(diàn)機入手
和(hé)內(nèi)燃機比起來(lái)，電(diàn)機的體(tǐ)積和(hé)構造簡單得(de)多(duō)，因此在實際中用途實在是太廣泛了。從手機的振動器(qì)，到風力發電(diàn)機中的大(dà)型電(diàn)機，電(diàn)機都扮演着重要的角色。
電(diàn)機的原理(lǐ)其實非常簡單，通(tōng)電(diàn)導線在磁場(chǎng)中受力，導線切割磁感線産生(shēng)電(diàn)動勢，所以電(diàn)機的兩大(dà)構成就是定子和(hé)轉子，一般為(wèi)永磁體(tǐ)（磁鐵(tiě)）和(hé)繞組線圈構成。永磁體(tǐ)和(hé)繞組線圈的不同組合結構就構成了不同種類的電(diàn)機。
電(diàn)機的輸出特性和(hé)發動機差别非常大(dà)，發動機需要外接起動機才能起動，而隻要給電(diàn)機通(tōng)上(shàng)一定的電(diàn)流，電(diàn)機就可(kě)以開(kāi)始旋轉并輸出動力。而且在起動時(shí)的扭矩輸出中，電(diàn)機的扭矩要比發動機大(dà)得(de)多(duō)。當然在高(gāo)轉速區(qū)間(jiān)，電(diàn)機的扭矩輸出會(huì)偏低(dī)一些(xiē)。
電(diàn)機在運轉過程中的效率其實是非常高(gāo)的，最高(gāo)效率能達到95%，這也讓電(diàn)動車(chē)的能耗對燃油車(chē)形成了降維打擊，在燃油車(chē)時(shí)代要做(zuò)到1L/100km的油耗需要用到很(hěn)多(duō)前衛且昂貴的技(jì)術(shù)，但(dàn)是現在有(yǒu)非常多(duō)身型比較小(xiǎo)的電(diàn)動車(chē)，它們都能做(zuò)到與1L/100km相當接近的能耗表現。
2、電(diàn)動車(chē)需要怎麽樣的電(diàn)機呢？
電(diàn)機的功率等于扭矩*轉速，要增強電(diàn)機的動力性能的話(huà)，必須增大(dà)電(diàn)機的尺寸。但(dàn)是電(diàn)動車(chē)的電(diàn)池也要占據很(hěn)大(dà)的空(kōng)間(jiān)，所以電(diàn)機占據的空(kōng)間(jiān)就沒那(nà)麽大(dà)了。所以電(diàn)動車(chē)需要的電(diàn)機，必須兼顧工作(zuò)範圍廣、高(gāo)效率、小(xiǎo)型化、高(gāo)功率密度、低(dī)成本等幾大(dà)特點。因此目前在電(diàn)動車(chē)上(shàng)用的最多(duō)的電(diàn)機還(hái)是永磁同步電(diàn)機。
和(hé)風扇、四驅車(chē)等工況較為(wèi)固定的使用的電(diàn)機相比，電(diàn)動車(chē)所使用的電(diàn)機，需要有(yǒu)非常廣泛的轉速和(hé)動力輸出區(qū)間(jiān)，工況要複雜得(de)多(duō)，所以電(diàn)動車(chē)的電(diàn)機和(hé)發動機一樣，高(gāo)效率的範圍還(hái)是有(yǒu)限的。隻不過總體(tǐ)而言電(diàn)機的效率還(hái)是比發動機高(gāo)得(de)多(duō)的。下面就是電(diàn)機效率分布的圖表。
和(hé)發動機一樣，電(diàn)機的最高(gāo)效率區(qū)間(jiān)集中在中速附近。在低(dī)轉速高(gāo)扭矩和(hé)高(gāo)轉速低(dī)扭矩區(qū)間(jiān)中，效率都會(huì)略有(yǒu)降低(dī)。這就涉及到了電(diàn)機的兩大(dà)主要運轉損失——銅損和(hé)鐵(tiě)損。
銅損顧名思義，就是銅線産生(shēng)的損失。銅線雖然電(diàn)阻比較低(dī)，但(dàn)是當起步時(shí)銅線通(tōng)過的電(diàn)流還(hái)是非常大(dà)的。這樣銅線就會(huì)發熱，一部分能量以熱的形式損失掉。所以銅損主要産生(shēng)在電(diàn)機的低(dī)轉速高(gāo)扭矩區(qū)間(jiān)中。
而到了高(gāo)轉速區(qū)間(jiān)，電(diàn)機就會(huì)産生(shēng)較大(dà)的鐵(tiě)損。在電(diàn)機運行(xíng)過程中，繞組線圈的磁場(chǎng)是不斷在變化的，這樣的變化會(huì)在繞組鐵(tiě)芯內(nèi)産生(shēng)渦電(diàn)流和(hé)磁滞損耗。渦電(diàn)流的産生(shēng)最終還(hái)是會(huì)以熱量的形式散失掉。
電(diàn)機轉速越高(gāo)，繞組線圈的磁場(chǎng)變化頻率就會(huì)越大(dà)，因此産生(shēng)的渦電(diàn)流和(hé)磁滞損耗也會(huì)越大(dà)。再加上(shàng)高(gāo)速續航更大(dà)的空(kōng)氣阻力和(hé)滾動阻力，電(diàn)動車(chē)在此時(shí)會(huì)非常耗電(diàn)。
降低(dī)銅損和(hé)鐵(tiě)損有(yǒu)非常多(duō)的辦法，在主流的電(diàn)機中，最好的辦法就是使用扁線繞組結構。扁線繞組結構不僅橫截面積更大(dà)，減少(shǎo)了單位長度的電(diàn)阻和(hé)發熱量，而且與鐵(tiě)芯接觸面積更大(dà)，更利于散熱，通(tōng)電(diàn)時(shí)産生(shēng)的磁通(tōng)量也更大(dà)，目前已逐漸用在了主流的混合動力車(chē)和(hé)電(diàn)動車(chē)的動力電(diàn)機上(shàng)。
至于降低(dī)鐵(tiě)損的辦法也有(yǒu)，一個(gè)是将鐵(tiě)芯使用的電(diàn)磁鋼闆換成薄片，換成薄片後就能降低(dī)渦電(diàn)流。另外還(hái)有(yǒu)将鐵(tiě)芯更換為(wèi)非晶體(tǐ)合金的做(zuò)法，但(dàn)這樣會(huì)降低(dī)電(diàn)機的功率密度，同時(shí)非晶體(tǐ)合金的加工難度也比較大(dà)，不适合用于大(dà)批量生(shēng)産。
雷諾-日産聯盟提出了這樣的一個(gè)解決辦法——把永磁同步電(diàn)機的永磁體(tǐ)換成可(kě)改變電(diàn)流的繞組線圈，通(tōng)過改變電(diàn)流來(lái)改變轉子的磁場(chǎng)強度來(lái)進行(xíng)弱磁控制(zhì)，從而降低(dī)渦電(diàn)流、磁滞損耗的強度，并增強了電(diàn)機的高(gāo)轉速動力輸出。
但(dàn)是因為(wèi)是繞組線圈産生(shēng)的磁場(chǎng)，電(diàn)機體(tǐ)積要比永磁同步電(diàn)機大(dà)一些(xiē)，而且繞組線圈産生(shēng)磁場(chǎng)同樣需要耗費功率，所以極限效率是不如永磁同步電(diàn)機的。
有(yǒu)更完美的解決方案嗎？開(kāi)關磁阻電(diàn)機算(suàn)是一個(gè)，它的高(gāo)轉速性能要比永磁同步電(diàn)機好上(shàng)不少(shǎo)，這也是未來(lái)車(chē)用電(diàn)機的研究重點。如果能夠解決轉矩脈動和(hé)噪聲、震動問題，它會(huì)是比永磁同步電(diàn)機更好的解決方案。
因為(wèi)電(diàn)機和(hé)發動機輸出特性的巨大(dà)差别，與其匹配的傳動系統也和(hé)燃油車(chē)有(yǒu)着比較大(dà)的差異。所以大(dà)部分的電(diàn)機不需要起動機，不需要離合器(qì)，隻需要一個(gè)減速齒輪箱就足夠了，但(dàn)還(hái)是有(yǒu)車(chē)企給出了不同的解決方案。
3、2021年新能源電(diàn)機榜
新能源汽車(chē)在今年得(de)到飛速的進步和(hé)發展，據統計(jì)，今年新能源汽車(chē)配套電(diàn)機數(shù)量較去年有(yǒu)了大(dà)幅提升，在過去的11月配套電(diàn)機數(shù)量達到42.4萬台，創下今年以來(lái)的新高(gāo)。那(nà)麽這部分電(diàn)機都用在哪些(xiē)品牌上(shàng)面？今天就來(lái)盤點一下榜單前10名。
NO.1：比亞迪
裝機量：97917台
比亞迪位居第一已經毫無懸念，畢竟從今年以來(lái)就一直與第二名拉開(kāi)較大(dà)的差距。裝機量高(gāo)也說明(míng)銷量高(gāo)，今年比亞迪騰飛的原因主要是年初發布了DM-i超級混動系統，超低(dī)的饋電(diàn)油耗讓得(de)到消費者的認可(kě)。宋PLUS DM-i、秦PLUS DM-i一車(chē)難求，訂車(chē)周期起步兩個(gè)月，也因此讓比亞迪登上(shàng)投訴榜單，不得(de)不說這真是幸福的煩惱。
NO.2：特斯拉
裝機量：33282台
為(wèi)了兼顧海外市場(chǎng)，特斯拉的銷量一般都是一個(gè)月低(dī)，下一個(gè)月就高(gāo)。10月份的時(shí)候特斯拉排名相對靠後，來(lái)到11月又重新回暖。這次裝機量提升主要是因為(wèi)Model Y銷量恢複到正常水(shuǐ)準，11月銷量為(wèi)23117輛(liàng)，位居高(gāo)端SUV榜單第一。
NO.3：聯合汽車(chē)電(diàn)子
裝機量：26415台
排名第三的是聯合汽車(chē)電(diàn)子，作(zuò)為(wèi)一家(jiā)汽車(chē)配件供應的公司，它的業務并不隻局限于生(shēng)産電(diàn)機，在發動機變速箱的一些(xiē)關鍵零部件都有(yǒu)涉及。而市面上(shàng)與它合作(zuò)的車(chē)企不僅一家(jiā)，包括我們耳熟能詳的理(lǐ)想、歐拉、大(dà)衆以及高(gāo)合作(zuò)。11月相比10月的16252台的裝機量有(yǒu)了較大(dà)的提升，主要是因為(wèi)理(lǐ)想ONE發揮出色，11月銷量來(lái)到13485輛(liàng)。
NO.4：方正電(diàn)機
裝機量：25560台
方正電(diàn)機主要客戶是宏光MINI EV、小(xiǎo)鵬P7、寶駿KiWi EV這幾款車(chē)型，看到這幾個(gè)名字就知道(dào)其出貨量絕對不低(dī)，尤其是宏光MINI EV，銷量一直都是3萬輛(liàng)以上(shàng)的水(shuǐ)平；同時(shí)P7也是小(xiǎo)鵬汽車(chē)的當家(jiā)明(míng)星車(chē)型，盡管銷量不像宏光MINI EV那(nà)麽誇張，但(dàn)每月的裝機量還(hái)是有(yǒu)保證。
NO.5：日本電(diàn)産
裝機量：21626台
日本電(diàn)産主要擅長于生(shēng)産小(xiǎo)型電(diàn)機，多(duō)用于一些(xiē)價格不高(gāo)的新能源車(chē)型上(shàng)。比如吉利帝豪EV、廣汽的AION Y等。
NO.6：甯波雙林
裝機量：26262台
甯波雙林也和(hé)方正電(diàn)機一樣，公司主要向宏光MINI EV提供電(diàn)機，也讓它可(kě)以獲得(de)持續穩定的利潤。
NO.7：蔚然動力
裝機量：20742台
從名字就能得(de)知，蔚然動力與蔚來(lái)汽車(chē)有(yǒu)着很(hěn)大(dà)的聯系，也是主要的目标客戶，旗下的ES6、ES8都是使用該公司的驅動電(diàn)機。今年6月份的時(shí)候，蔚來(lái)官方宣布首台碳化矽電(diàn)驅系統已經成功下線，作(zuò)為(wèi)二代産品，在性能、集成度、輕量化等方面都更有(yǒu)優勢，并且會(huì)搭載在蔚來(lái)ET7身上(shàng)。
NO.8：上(shàng)海電(diàn)驅動
裝機量：14553台
上(shàng)海電(diàn)驅動主要是為(wèi)小(xiǎo)型電(diàn)動車(chē)生(shēng)産驅動電(diàn)機，供貨目标是奔奔E-Star、雷丁芒果、歐拉黑(hēi)貓等微型兩廂電(diàn)動車(chē)，這種車(chē)型價格不高(gāo)，并且深受一線城市上(shàng)班族的追捧，出貨量自然不會(huì)低(dī)。
NO.9：博格華納
裝機量：13383輛(liàng)
作(zuò)為(wèi)一家(jiā)為(wèi)各大(dà)車(chē)企提供解決方案的一體(tǐ)化供應商，博格華納一直都是各大(dà)車(chē)企的合作(zuò)夥伴。為(wèi)了适應未來(lái)新能源時(shí)代，也在近幾年開(kāi)始生(shēng)産制(zhì)造驅動電(diàn)機。其中中國市場(chǎng)占全球業務的22%，這裏面包括威馬汽車(chē)、理(lǐ)想汽車(chē)、長城歐拉、江鈴福特、愛(ài)馳汽車(chē)等合作(zuò)夥伴。
NO.10：大(dà)衆汽車(chē)
裝機量：13259輛(liàng)
目前大(dà)衆ID系列在國內(nèi)的發展正逐漸趨好，其中伴随着ID.3的上(shàng)市，目前大(dà)衆純電(diàn)動車(chē)布局已經逐步完善。11月交付量為(wèi)14167輛(liàng)，已經連續三個(gè)月完成破萬的銷量。
總結
綜合來(lái)看，通(tōng)過電(diàn)機裝機量可(kě)知，2021年的新能源汽車(chē)增長速度正明(míng)顯加快，越來(lái)越多(duō)消費者開(kāi)始接受新能源汽車(chē)，這絕對是一個(gè)好兆頭，相信在未來(lái)，新能源汽車(chē)比例也會(huì)越來(lái)越高(gāo)。
