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电机技术哪家强,请来这里看端详——特斯拉篇


发布时间:2016-12-27 09:41

编辑:闫洪亚  原创文章 转载请注明来源

作为国内新能源汽车的引领者的比亚迪,在新能源汽车行业里深耕多年,不仅在磷酸铁锰锂离子电池技术方面走在了世界前沿,就是在永磁同步电机领域里也是做到了行业领先水平。下面我将比亚迪秦的电机与宝马I3和特斯拉model S的电机进行对比,看这三款电机水平谁更优秀呢?




注:I3的质量应该包含了部分其它部件质量, 功率密度有所低估。

根据工信部的目标,希望2020年电动车行业达到电机功率密度3.5kW/kg,电池能量密度达到250WH/kg的水平,可见这个3.5kW/kg还是挺有技术含量的。

首先看到这个表我们最直观感受就是特斯拉使用的是三相感应交流异步电动机,这款电机跟永磁同步电机有哪些区别呢?



区别分析:永磁电机是同步电机,其转子使用永磁体,定子产生电磁转矩来推动转子的磁场围绕轴心线进行旋转,定子和转子的磁场是同步的。而三相感应电机是异步电动机,是由定子绕组形成的旋转磁场与转子绕组中感应电流的磁场相互作用而产生电磁转矩驱动转子旋转的交流电动机。由于交流异步电动机很难控制转子的旋转速度,但是由于近年来对于电机的控制技术的不断进步,这一问题已经得到解决。

异步电动机和永磁同步电机的优缺点分析:1.异步电机能够忍受大幅度的工作温度变化,而永磁电机工作温度变化大容易消磁,进而损坏电机。2.异步电机可以在大范围内调整输出的扭矩。从而不许安装其他的传动机构。而永磁电机需要通过齿轮箱来输出更大的扭矩,实现提速。3.由于异步电机可以承受更大的温度变化,所以无需安装冷却系统。另一方面无需安装多余的传动机构,所以可以轻易实现小体积,质量轻的优点。



特斯拉篇

特斯拉使用三相交流异步电机有哪些优势呢?

1、交流电机不需要大量的永磁材料,行业成熟,成本低。风电行业里面,同样单机容量的永磁或双馈风机,永磁风机要贵10%左右。以特斯拉的市场推广策略来讲,均衡的成本控制,即用便宜的电池和电机,用较贵的铝合金车身(这就是特斯拉4.4秒破百的原因所在)。



2、  功率密度提高,电机体积小重量轻,由于model s把电机直接放在后轴上,所以体积的控制非常重要,通过提高磁场强度,可以达到目前的标准;如果使用永磁电机,保持现有的尺寸,势必要超过2万转的电机转速,这对加工精度要求非常高,在技术和成本上都难以接受。

3、  温度适应性好,对于这么大功率的电机,散热是个大问题,如果是钕铁硼,超过60度效率会下降,超过200度则会有退磁风险。



4、  如果是一台310kW的永磁电机直接放在后轴上,由于离地低,电机的防护要求很高,至少IP67,这样就很难兼顾防护和磁场屏蔽的要求,否则屁股上可能吸附上很多铁钉铁屑。

当然,有好处就有坏处,电机效率低,但是没关系,model s的电池容量大,风阻小,能最大程度上抵消电机效率低的影响。由于是大功率的交流电机,model s的低速能耗反而变大,所以它不适合做城市使用的出租车。

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