以前我们聊一台车的电机,关注的往往是马力、扭矩、零百加速这几个数字。

至于电机本身是什么类型,不用多问,十有八九都是永磁同步电机,这几乎已是默认答案。

但宝马新一代iX3给出了不太一样的搭配:前轴异步电机,后轴励磁同步电机,两个都不是我们最熟悉的永磁同步电机。

今天这篇文章,我们就着这个话题,把目前主流的集中电机路线捋一遍。

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磁场从哪来?

电机能转起来,简单来说就是定子的旋转磁场,拉着转子的磁场走。

不同电机类型的差别,很大程度上就在于:转子的磁场,到底从哪来。

永磁同步电机(PMSM),磁场来自转子里嵌的永磁体,不用额外供电,装上就有磁场,效率高、体积小,国内绝大多数纯电车的驱动电机走的都是这条路。

异步电机(感应电机,ASM),转子上没有磁体,磁场是定子旋转磁场“感应”出来的,所以一断电,转子几乎没有剩磁,能耗近乎归零。

励磁同步电机(EESM),转子磁场同样靠通电产生,只不过电流走的是转子里的线圈,就相当于给转子装了个可以调节强弱的“人工磁铁”。

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前面这三种电机,主要的区别都围绕“转子的磁场怎么来”,是靠永磁体、靠感应、还是靠通电线圈

但轴向磁通电机要单拎出来讲,毕竟它的重点不是磁场从哪来,而是磁场往哪个方向跑。

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传统电机的磁力线从转子中心往外辐射(径向),轴向磁通电机则把结构掰成“饼状”,磁力线沿转轴方向流动。

所以轴向磁通电机的方向,拼的不是磁场从哪来,而是电机能做多薄、多轻。

四条路线,该怎么选?

永磁已经够好用了,为什么车企还要折腾另外三条路?

底层的逻辑,其实跟燃油车时代选四缸还是六缸、选机械悬架还是空气悬架是一样的,没有谁绝对更好,只看你想造一台什么性格的车。

永磁同步电机:默认的标准答案

放眼全行业来看,永磁同步电机的峰值效率能做到97%以上,转速天花板也已经冲到3万转左右,体积小、重量轻、效率高,可以说哪哪都挺好。

但不足也比较明显,首先,高性能永磁体,尤其是钕铁硼,几乎离不开钕、镝这类稀土元素,这就导致供应链集中度高,价格还会跟着地缘政治波动,对于全球车型来说,有一定风险。

而且在持续的高温工况下,永磁同步电机可能还存在退磁的风险。

作为占据绝对主流的选择,这两年,国内厂商也在永磁同步电机上卷出了新高度。

比亚迪去年3月发布的量产电机,转速冲到30511转,单电机功率580kW,功率密度16.4kW/kg,三项数据同时拿下全球量产纪录,首搭汉L、唐L;

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小米自研的V8s电机紧随其后,转速27200转,效率做到98.11%,同样代表了永磁电机现阶段能摸到的性能上限。

这并不是简单的炫技,同样的功率下,转速越高,电机本身能做得越小越轻,这也是为什么大家都在往上冲。

异步电机:便宜、皮实,但天生有短板

异步电机转子结构简单,不含永磁体,天然不依赖稀土,成本更低,高温环境下也更耐造。

而且它最大的价值,其实是“可以不转”。

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因为转子没有永磁体,不供电时几乎不产生反电动势阻力,双电机车型可以直接把它"断开",省下前轴的空转损耗,提升续航表现。

不过异步电机的短板也很直接,低速低负载时效率明显吃亏,体积和重量也更大。所以绝大部分双电机车型采用前异步交流电机,一颗电机换成本,一颗电机保效率。

励磁同步电机:高效空间更宽

转子磁场靠通电线圈产生,不含永磁体,稀土供应风险更小。

关键的是,励磁电流的大小可以主动调节,让磁场强弱跟着变,这让它的高效区比永磁电机更偏向中高转速段,弱磁调速的余地也更大。

之前也有相关的研究数据,励磁同步电机的峰值效率大概在94%到96%之间,虽然比永磁电机略低,但换来的是更宽的高速高效区间。

代价是转子需要额外的励磁绕组,通常还得配一套碳刷滑环,把电流送进旋转的转子——多了一套系统,控制难度也跟着上去。

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而现款 宝马i3 参数 图片 )用的就是励磁同步电机,之前网上有车主反馈,电机总成出保后单独更换报价接近10万元;

而且虽然宝马官方的说法是这套电机“免维护”,但也有车主反映过碳粉堆积触发传动系统故障报警的案例,所以相对来说它会更“娇气”些。

全新iX3把这颗电机放在了后轴,负责主要驱动力输出,高速段效率占优,恰好贴合宝马一直强调的驾驶质感。

轴向磁通电机:实力王者,也最贵

把电机压扁成"饼状",功率密度能做到传统径向电机的两三倍,重量却只有三分之一左右,这也是它率先出现在兰博基尼、AMG GT这些超跑上的原因,相较于成本,它们更在意重量和性能。

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不过它复杂的内部结构,对它的散热和制造精度要求都很高,成本自然水涨船高。

所以要想大规模量产装车,还有不少的路要走。

电机这场路线分野,说到底是被两件事同时推动,一是稀土供应链这几年越来越不稳定,二是800V高压平台普及之后,大家开始有余力去追求更宽的效率区间,而不只是够用就好。

几年前,纯电车选电机几乎不用犹豫,闭眼选择永磁同步。

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现在多了稀土依赖要不要降、高速效率要不要保、成本要不要压这几笔账要算,跟这几年悬架、电池路线的分叉,其实是同一件事的不同侧面:新能源车的下半场,拼的不再是有没有,而是怎么选。

那么最后也想问问大家,在买车的时候,你会关心电机的种类吗?