电机数量并不直接等于性能。
虽然多电机配置确实能提升电车性能,但当电机数量增加到一定程度时,高性能电车对电机的要求也更加全面。比如,极氪001FR采用双永磁电机,其功率密度达到了4.4kW/kg。这背后是多项技术、工艺和材料的优化,包括转子采用的六磁极双V设计,增加了磁通量,进而提高了输出功率;定子内部使用了6层扁线绕组,最大化了槽满率,提高了电机功率。
此外,极氪001FR还引入了SiC功率半导体,实现轻量化,进一步提高了功率密度。这些技术的应用使得极氪001FR的前后双电机重量分别仅为121kg和140kg,却能提供310kW和620kW的峰值功率,性能表现非常出色。
为了提升电车的极速性能,高性能电车需要高转速电机。然而,高转速对电机转子的材料强度提出了更高要求。比如,智己LS6的后永磁电机峰值功率为400kW,最高转速达21000rpm,极速达到252km/h,这主要得益于800V电压平台和SiC功率半导体的应用。800V电压平台提升了电机功率,而SiC功率半导体则有助于提升转速。此外,高性能电机需要轻量化和小型化,这也对转子的强度提出了挑战。特斯拉ModelSPlaid和极氪001FR都采用了碳纤维转子外壳,以维持转子结构的稳定性。
高性能电车在追求极速和加速性能的同时,散热问题也必须解决。高性能电车的散热压力主要来自于极速性能和加速性能。过去,电机散热主要依赖液冷,但这种方法效果有限。如今,高性能电车普遍采用油冷散热,这种方法能更有效地传递电机内部的热量。例如,极氪和智己等车企采用“直瀑油冷”技术,将油液喷淋到定子的扁线绕组上,进一步提升了散热效果。
高性能电车不仅需要强大的电机,还需要电池能够提供足够的放电倍率。电车在空气稀薄的地方跑步,无法发挥全力,同样的,高性能电车也需要电池提供足够的放电倍率。比如,极氪001FR的电池容量为100kWh,四电机综合峰值功率达到930kW,我估算其放电倍率应该能达到10C。
然而,更高的放电倍率也会给电池带来更多技术与安全方面的挑战,比如电池在放电时产生的大量热量需要更高效的散热和热管理系统控制。此外,高性能电车常见的“蹦直线”和“跑赛道”等活动会导致电池电压在短时间内快速降低,从而影响电池寿命。这需要车企在电池材料、技术、工艺上投入更多成本和精力。
电控系统在高性能电车中也扮演着重要角色。例如,极氪001FR和仰望U8配备四颗电机独立驱动四个车轮,需要四组电驱模块,这增加了硬件成本和体积。此外,高性能电车电池“快充更快放”的特性,也给电控系统带来了更多挑战,如如何保证电池电芯的一致性,以确保电池在充电和放电时“一碗水端平”,避免某些电芯提前耗尽。
总的来说,高性能电车的难度并不比油车简单,靠“码电机”实现高性能的说法并不成立。高性能电车需要在三电(电机、电池、电控)和车身结构等方面进行全方位优化和升级。