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高性能电车真的只是靠电机多吗?

2025-06-04 09:48 发布

很多人认为,要打造高性能电车,只需增加电机数量即可,这种想法甚至比研发高性能油车还要简单。但事实并非如此:

电机:数量 ≠ 质量

尽管电机数量确实与电车性能有一定关系,但高性能电车对电机的要求早已不再局限于数量上的增加。例如,双电机车型通常比单电机车型性能更高,而三电机布局的特斯拉Model S Plaid和Lucid Air Sapphire则进一步提升了性能。然而,从三电机布局开始,高性能电车对电机的要求变得更加全面和复杂。这使得车企无法仅仅通过增加电机数量来提升电车的性能。

功率密度

油车注重升功率,而电车则重视功率密度。功率密度的大小取决于电机的功率和重量。功率越大、重量越轻,功率密度自然越高。例如,蔚来ET7的后感应电机功率密度为2.22kW/kg,而特斯拉Model S Plaid采用后轴双永磁电机,功率密度达到了2.96kW/kg。

相比之下,极氪001 FR的后轴双永磁电机功率密度达到了4.4kW/kg,这需要对电机的转子和定子进行一系列优化设计。极氪001 FR的转子采用了六磁极双V设计,磁极数量对应电机转速高低,双V设计增加了磁通量,从而提升了电流和输出功率。

定子内部则采用6层扁线绕组,虽然数量不及特斯拉的10层,但同样能够最大化槽满率,进一步提升电机的功率。此外,极氪001 FR还升级了SiC功率半导体,使得电驱系统实现了轻量化,进一步提升了功率密度。

高转速

在没有变速箱的情况下,电车的极速与电机转速正相关。更高的转速意味着转子需要承载更大的电流,这对转子材料强度提出了更高要求。例如,智己LS6的后永磁电机峰值功率为400kW,最高转速达到21000rpm,极速达到252km/h。

这得益于800V电压平台和SiC功率半导体的应用。800V电压平台提高了电机功率和电轴性能,而SiC功率半导体的高频率特性则为电机提升转速提供了机会。此外,高性能电机通常追求轻量化和小型化,这使得转子在承受高转速时存在解体的风险。为此,特斯拉Model S Plaid和极氪001 FR都采用了轻量化、高强度的碳纤维转子外壳,以保持转子结构稳定。

散热

高性能电车的散热压力主要来自于极速性能和加速性能。没有变速箱的情况下,极速直接与电机转速挂钩。在高速行驶时,电机需要克服更高的风阻和驱动笨重车身。在过去,电机散热主要依靠液冷,但这种冷却方式效果有限。

如今,高性能电车普遍采用油冷散热。油冷技术需要在电机内部增加冷却管路,并确保这些管路能够深入散热核心。例如,主流的定、转子双油冷技术在定子铁芯内做一圈油液管路,转子轴内部空心,也做出油液管路,这样就能更有效地传递电机内部的热量。此外,极氪和智己等车企还推出了“直瀑油冷”技术,能够将油液喷淋到定子的扁线绕组上,进一步提升散热效果。

更高的放电倍率

要实现高性能电车,不仅需要高性能电机,还需要具备高放电倍率的电池。放电倍率决定了电池能够提供多少电流。例如,极氪001 FR的放电倍率估计能达到10C,因为其电池容量为100kWh,而四电机综合峰值功率达到了930kW。

然而,更高的放电倍率也会给电池带来技术和安全层面的挑战。电池在放电时会产生大量热量,需要高效的散热和热管理系统来控制。此外,高性能电车常见的“蹦直线”和“跑赛道”场景,会让电池电压在短时间内快速降低,可能导致过放电,进而影响电池寿命。

电控:更复杂的矢量控制

电机数量的增加和性能的提升对电控系统带来了巨大压力。例如,极氪001 FR和仰望U8配备了四颗电机独立驱动四个车轮,相当于要配备四组电驱模块。电控系统需要处理四轮扭矩分配的矢量控制,计算量和计算效率要求极高。高性能电车的电池“快充更快放”特性也需要电控系统进行安全和寿命管理,确保电池电芯的一致性。

总结

高性能电车的实现不仅需要先进的电机技术,还需要在散热、电池、电控等多方面进行优化。与高性能油车相比,高性能电车的挑战同样艰巨。因此,单纯依靠增加电机数量来实现高性能的说法是不现实的。

因此,高性能电车的实现远非简单地增加电机数量,而是需要在电机技术、功率密度、转速、散热、放电倍率、电控系统等多个方面进行全面优化。

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