蔚來es8採用雙非同步感應電機,在高速工況下續航打折比較嚴重。而蔚來ES6基準版採用雙永磁同步電機,相比非同步感應電機,哪種在續航方面更適合高速工況呢?
非同步電機比永磁同步更適合跑高速;但以前感應後永磁的蔚來ES6為例,跑高速的時候可能還是用永磁更好
。
一、永磁同步vs感應非同步,啥區別?
兩種電機的原理非常簡單,小時候就都懂了:
磁鐵同性相斥,異性相吸
。
無論是永磁同步電機還是感應非同步電機,內部都有兩個磁場:
定子磁場與轉子磁場
。
當定子磁場旋轉時,會吸引轉子旋轉,於是電機就轉了起來!
是不是很簡單?
傳奇人物尼古拉
·
特斯拉發明了三相交流電,可以產生旋轉的定子磁場—— 這也是為什麼馬斯克將自己創立的公司命名為“特斯拉”。
左:尼古拉·特斯拉 右:給線圈繞組通入三相交流電產生定子磁場,吸引轉子旋轉
接下來就是兩種電機的關鍵區別了:
永磁同步電機的轉子磁場,是由一根永磁體產生的
(這也是為什麼它叫永磁電機)
;交流感應電機的轉子磁場,也是由三相交流電感應出來的
(這也是為什麼它叫感應電機)!
正是由於這一關鍵區別,帶來了兩種電機的
效率特性不同
:
平均效率
:永磁體天然就有磁場,感應非同步電機的需要通電才能產生轉子磁場;僅看這一點,誰的效率更高一目瞭然。
高速效能
:高速轉動的時候需要轉子磁場弱一些,此時交流感應電機需要較少的電能產生轉子磁場,而
永磁同步電機被迫生成一個逆向磁場來削弱永磁體的磁場
(弱磁控制) —— 永磁同步電機高速效率降低。
空轉損耗
:空轉時除了兩種電機共有的機械摩擦損耗外,
永磁同步電機的永磁體由於無法讓磁場消失,會產生額外的“鐵芯損耗”
—— 可類比理解為楞次定律,永磁體旋轉產生的感應電流會阻礙旋轉。
楞次定律:感應電流的效果總是反抗引起感應電流的原因(運動)
概括一下就是三點,
與感應非同步電機相比:
永磁同步電機大部分情況下效率更高高轉速情況下劣勢(至少是優勢削弱)空轉情況下存在劣勢
二、誰更適合跑高速?
知道了上述原理,結論是不是很簡單了?
永磁同步電機平時效率高,是因為有一個永磁體,不像感應電機那樣需要用電生成電磁場;高轉速效率低,是因為需要生成一個額外的反向電磁場,來削弱永磁體的磁性,而感應電機不需要。
車子在高速場景下,電機肯定是處於較高轉速,肯定已經到了永磁同步電機的弱磁區域了(否則,那車子的引數匹配應該不太合理)。
這時候,永磁同步電機的效率應該是低於非同步感應電機的 —— 但我們無法斷言這一點,因為電機的效率是由很多方面決定的。比如說,如果蔚來的永磁同步電機的技術水平比非同步感應電機高兩代呢?那在高速這種不利狀態下,依然效率更高也是有可能的。
這是比較特殊的情況,如果說一般情況的話,我們可以下這兩個基本判斷:
非同步感應電機更適合高速工況。如果給車加一個變速箱,永磁同步電機更適合高速工況(因為電機工作在較低轉速狀態)。比如保時捷
Taycan就是這麼做的。
三、蔚來ES6上,可能還是用永磁電機跑高速更好
雖然感應電機跑高速更適合,但在前感應後永磁的蔚來ES6上,依然
可能是
用永磁電機跑高速更好。
你可能會覺得,這話不是前後矛盾嗎?
咱們之前的討論中,說到了永磁同步電機在高速時會的額外損失。但問題是,只要永磁同步電機轉動起來,因為永磁體不能自動關閉磁場,那它的鐵耗、機械摩擦損失就是一直存在的。
也就是說,永磁電機就像一個大爺,你用與不用,損耗就在那裡不會變 —— 那這時候,用永磁電機來出力,可能效率還是更高一些。
這只是說可能,具體情況還是要看具體的技術引數。
有辦法解決嗎? 也有的,比如韓國現代E-GMP平臺就給永磁同步電機裝了一個離合器,不用它的時候就斷開,讓電機不轉,就沒有這些固定損耗了。