新能源车的“发动机”都有啥,今天跟大家聊聊电车用的7种电机
现在可以说汽车的新能源时代已经到来,大家的感受肯定颇深,这个从路上跑的近一半都是绿牌车就能看出来。电动车顾名思义是由电来驱动,这个电包含两方面:一个是电池,另一个是电机。电池巨头宁德时代和比亚迪大家很熟悉了,我也跟大家聊过三元锂和磷酸铁锂电池的区别,今天就再聊聊电机。
在新能源时代,电机取代了燃油车发动机的角色,作为提供动力的重要部件,它的重要性不言而喻。不过不像内燃机可以分品牌,还可以分四缸八缸甚至布加迪的16缸等等,电机好像弱化很多,强调性能的拉到双电机也够了。这个行业的关注的比较低,知名的有博世电机。
我们先说直流电机,它按结构及工作原理可划分无刷直流电机和有刷直流电机。永磁直流电机的制造成本比较高,它们的材料有稀土、铁氧体、铝镍钴等,特别是看到稀土你就知道它就便宜不了。
而异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速,同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。如果按转速分,则有高速电机、低速电机、恒速电机和调速电机。
据统计,用于电动汽车的电机有7种,它们分别是:有刷直流电机、无刷直流电机、永磁同步电机、感应电机、开关磁阻电机、同步磁阻电机和轴向磁通无铁心永磁电机。而我们常见的电动车上普遍在用的是永磁同步电机和感应异步电机。
很多追求性能的车都会采用永磁同步电机,它的转子上有永磁体,产生的磁场可以直接驱动转子,具有高功率密度和高效率的特性。优点是结构简单,体积小、高效节能、绿色环保、功率因数高、故障率低,能在不同的速度范围内工作。
无需齿轮系统,而且高效率特性在高负载条件下,效率非常明显。可以通过电子控制器精确地控制电流和速度,从而实现更好的控制精度。由于永磁同步电机的结构相对简单,且没有电刷和滑动接触件,因此其寿命较长,维护成本也相对较低。唯一的缺点就是成本高。
感应异步电机的结构简单,其没有直接触点,内部零件相互作用少,故障率低可靠性比较高。内部电流平稳,无须人为控制,因此运行稳定不会被外部的电流干扰,能够在恶劣的环境下长时间工作。因为内部没有复杂的机械结构维护方便,所以价格相对较为便宜。
它的缺点也比较明显,在工作过程中效率较低,通常只有50%左右,因此使用时会浪费很多电能。还有就是精度较低,感应异步电机内部没有精确计量功能,只能进行基本控制。而且电流变化时,扭矩也会随之变化,不能进行稳定恒定的扭矩输出。
写在最后
都是电动车最重要的组件,不过大家基本关心电池,毕竟续航长短的影响是实打实的。不过在努力突破电池技术的时候,电机迭代也是一个重要方向,毕竟能在这里减少电耗也会显著增加续航里程。好啦,关于新能源车的电机就聊到这里啦,你有什么看法呢?欢迎评论区留言讨论一下!
比亚迪刚发布热效率43%的发动机,真超过了丰田的发动机?
长期以来,发动机一直是民族品牌汽车的痛点,但是这些年来,以奇瑞、长安等为代表的车企在发动上的发力一次次让人眼前一亮,而在去年年底,比亚迪骁云1.5L更像是发动机的临门一脚,一口气把热效率提高到了惊人的43%,不久前,搭载骁云发动机和全新DM-I混动系统的比亚迪秦PLUS也正式发布,新车将在三月份正式上市。
可能这台发动机给人最大的感受就是热效率好像超过了丰田引以为傲的Dynamic Force发动机(注意我们这里说的是“好像”,文章的最后告诉大家原因),我们先来看看比亚迪是怎么实现这项壮举的。
其实从这台发动机的外观上就可见一斑,这台发动机给人印象最深的一点就是,发动机的前端没有了普通发动机上的皮带,整个发动机的前端显得简洁很多。空调压缩机、水泵、机油泵都采用了电驱动,这样做可以通过简化机械结构,从而减少发动机的动力损耗,这一点和丰田Dynamic Force有着异曲同工之处。
而比亚迪的骁云发动机比丰田发动机在数据上漂亮的一点是,它的压缩比达到了15.5:1,而丰田发动机的压缩比为14:1。在发动机上,越高的压缩比就意味着热能够在更大程度上转变成机械能,柴油机热效率高很大程度上就是这个原因。
由于汽油不同于柴油的化学性质,想提高发动机的压缩比就需要增加一堆辅助技术,比如,在今天的高热效率汽油机上,普遍采用了阿特金森循环、冷却废气再循环(EGR)等技术,比亚迪骁云发动机当然也不例外。
骁云发动机上另一个比较有特点的地方是,喷油系统采用的是进气歧管多点喷射技术,而非缸内直喷,作为对比,今天丰田高热销发动机采用的是大名鼎鼎D4-S双喷射系统,即同时采用多点喷射和缸内直喷,这主要是因为丰田的发动机需要同时兼顾油电混动车型和普通燃油车型(一般情况下,缸内直喷动力表现好,而多点喷射经济性表现更优)而比亚迪骁云发动机就是为DM-I混动系统而生的,由于起步、加速工况下都有电动机帮忙,所以放弃多点喷射也在情理之中。
值得一提的是,骁云发动机采用的是比亚迪自研的喷油系统,而在这之前,大部分中国品牌高端发动机的喷油系统几乎都挂着博世的logo,另外,要实现刚才提到的高压缩比,还需要发动机有个更强大的大脑——ECU,骁云发动机的ECU也是比亚迪自研的,哎,还是那个能搞事情比亚迪啊!
回答一下文章开头的那个问题,开头之所以说“热效率好像超过了丰田Dynamic Force发动机”这主要是因为两台发动机热效率的认证并非出自同一机构,审慎地来看,两个数据并不能进行定量的对比,充其量只能作为参考。
其实,发动机性能测试是一项具有较高专业性的工作,各种数据很容易把人搞糊涂,比如在比亚迪发布骁云发动机的同时,另一个厂商也曾宣布自研的发动机指示热效率达到49.5%,注意!这家厂商发布的热效率是指示热效率(indicated thermal efficiency,ITE),我们平时谈论的热效率则是有效热效率(effective thermal efficiency,ETE),同一台发动机的有效热效率必定会低于指示热效率。
现实中,我们当然不能要求用户变得专业,唯有期待出现一家公信力比较强的权威机构充当普通消费者的眼睛。
最后,骁云发动机主要是用于混动系统的,所以搭载骁云发动机的比亚迪秦PLUS究竟好不好,还要看它的DM-I混动系统到底够不够优秀,目前由于对DM-I的信息不够了解,所以暂时不对其进行解析。
不过而从目前了解到的信息来看,比亚迪DM-I混动系统不仅舍弃了传统变速箱的结构,还能够实现发动机直接驱动车辆,所以结构上DM-I应该更接近本田的i-MMD混动系统,据悉,秦PLUS插电混动版车型油耗在亏电状态下油耗在4L/100km以内,这样的数据的确让人眼前一亮,不过,如今搭载i-MMD混动系统的本田凌派低配车型终端优惠后价格已不到13万,而且轴距还比秦PLUS大,在这样的情况下,预售价10.78-14.78万元的秦PLUS还值得选吗?这个问题,我们下期再聊。