锂电池生产厂家_18650锂电池组_聚合物锂电池-深圳冠力达电子有限公司
为什么电动车的提速都不一样是电池的区别吗

  回忆初中的物理课本,也许那就是我们第一次知道电机工作原理的方式,原理很简单,就是通电的导线在磁场中受力。至于对电机的直观认知,相信我们小时候从玩具四驱中学到的更多,玩具四驱中的电机采用的是DC电机。


  毫无疑问,特斯拉的电动车是最具颠覆性的。特斯拉的出现让所有人都知道,电动汽车原来的性能和续航是可以并存的。高性能版本的ModelS和ModelX从0-100km/h加速在3秒以内,而续航能力依然可以达到500km以上。它使用的电机属于交流电机的异步电机。


  除了特斯拉,比亚迪在电动汽车领域也很突出。唐EV的最快加速是每百公里4.4秒,但它的电机类型是永磁同步电机。看到这里,人们可能会问,电机有多少种,是时候拿出一个“电机家谱”了。电机种类繁多,看名字有点混乱,但实际上新能源汽车使用的电机主要包括永磁同步电机、交流异步(感应)电机和开关磁阻电机。


  这三种电机各有优势。开关磁阻电机具有良好的特性,但由于振动和噪声大,很少用于乘用车。目前最常见的有永磁同步电机和交流异步电机。


  谁是最好的永磁同步电机/交流异步电机,交流异步电机和永磁同步电机的主要区别是产生磁场的方式不同。磁同步电机(PMSM),顾名思义,在其磁场中使用永磁体。因为磁铁本身具有永久磁性,它利用这种磁性推动转子运动。


  它的优点是能量效率更高,消耗的电能更少,因为产生磁力的过程不消耗任何电能,但它的缺点是因为永磁体的磁场有限,或者不能无限增加,所以它的最大功率会受到一定程度的影响。


  相反,交流异步电机由于磁场是由电能产生的,可以产生比永磁同步电机更大的磁力,因此可以产生很大的功率。然而,由于需要消耗电能来产生磁场,所以能量效率低于永磁同步电机。此外,由于转子速度小于工作过程中的旋转磁场速度,所以称为异步。至于谁是最好的永磁同步电机或交流异步电机,从不同角度得出的结论会大相径庭。电动汽车的动力性能体现在百公里最高速度和加速时间上,由电机的输出功率决定,电机的输出功率由速度和扭矩决定。


 

  因此,永磁同步电机多用于经济型汽车,而异步电机多用于高性能汽车。最简单来说,永磁同步电机体积小,功耗低,但功率性能一般。异步感应电机体积大,功耗高,但功率性能强。


  除了它们之间的磁场差异之外,电机中的线圈绕组也是相当技术性的,不同绕组带来的工艺难度和磁场波形也是不同的。如果要展开具体的缠绕,有几篇文稿解释不清楚,这里就不细说了。


  如果考虑加速能力,以特斯拉为代表的交流异步电机无疑会更好,但如果考虑续航能力,永磁同步电机会更好,能耗更低,电动车低速省电,高速耗电,这是不争的事实,与燃油车正好相反。理论上,功率=速度*扭矩的公式在电机中仍然适用,所以当功率保持不变时,速度越高,扭矩越小。


  从电机的功率/扭矩输出曲线可以看出,在最大功率转速下,电机处于最大扭矩恒定输出状态,在最大功率转速之前,转速越低,输出功率越小。低功率意味着低能耗,所以对于电机来说,速度的越低,功耗的越低。也就是说,在最大功率转速之前,电机的效率最高。一旦超过最大功率转速,放电功率始终处于恒定的最大值,而扭矩随着转速的增加而减小,这导致需要更多的电能来维持高速转速。因此,在最大功率转速后,电机的效率会随着转速的增加而降低,能耗会不断增加。


  为了在高速下获得更高的续航里程,需要选择转速比(最高转速与最大功率转速之比)更小的电机,这也会导致最大扭矩下降。


  为什么国内车企更喜欢永磁电机


  除了上面提到的体积小、功耗低的优势,我国丰富的稀土资源也让永磁同步电机更受欢迎。


  永磁同步电机中的钕铁硼永磁材料需要使用稀土资源,对于缺乏稀土资源或稀土产业不发达的国家来说,会受到一定程度的限制。


  中国拥有世界70%的稀土资源,钕铁硼磁性材料总产量达到世界的80%。日本是稀土工业大国。但是,如果美, 欧的电动车要用永磁同步电机,也要考虑进口稀土材料,不能随意使用稀土材料。


  此外,国内车企使用的电机大部分都是通过直接采购的方式进行组装,只有比亚迪、北汽新能源等少数车企自行研发,这也是永磁电机被国内车企广泛使用的原因。至于特斯拉为什么喜欢用交流异步电机,一是创始团队在交流异步电机的研发上有自己独特的专利;其次,异步电机能更好地适应恶劣环境;而特斯拉,这种定位很高的车辆,可能会面临比家用车更多的激烈驾驶等驾驶条件,所以异步电机不易消磁的特性非常适合。


  不过新推出的model  3 特斯拉已经改用永磁同步电机,能效大大提升。


  自给自足的汽车公司不多


  很多人知道比亚迪是从电池起家的,但很少有人知道比亚迪的电机技术同样优秀。


  近年来,比亚迪汽车电机装机量排名第一,其次是北汽新能源、上海,的电驱动、金靖电气企业,很少有汽车企业能够自主开发电机。


  比亚迪乘用车驱动电机的最大输出功率分别为70kw、110kw、120kw、150kw、160kw和180kw。


  其永磁同步电机线圈由永磁体激励,而不是由线圈激励。这样节省了励磁线圈工作时消耗的电能,延长了续航里程。


  此外,比亚迪大功率电机最高转速已达到15000转速范围,带来了广泛的经济速度,可进一步降低能耗。


  纵观全文,发现永磁同步电机和感应异步电机都是互补共生的。不能简单评论谁好谁坏,还是要看使用场景和设计初衷。在相同功率条件下,永磁同步电机体积更小,效率更高,更适合路况复杂、启停频繁的工作环境;但感应异步电机成本相对较低,受环境温度变化影响较小,更适合在高速路段行驶。