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有驾科技论丨电动汽车电机转速越高越好原创2024-01-15 11:58·有驾报道随着智能电动汽车的飞速增添汽车工业也迎来了一轮新科技大爆发在科技飞速生长确当下车企向导们整天抛看法汽车工程师们恒久996然而当手艺转达到汽车消耗者这里就只剩下了设置和功效了由于软件时代的手艺越来越笼统新手艺迭代速度过快导致不少通俗汽车消耗者或汽车发热友虽然仍对汽车手艺感兴趣但脑力仍倒在了极高的认知门槛下百度有驾特推出《汽车科技论》栏目资助通俗人踏平汽车手艺认知门槛本文为栏目第 5 篇为各人揭秘当下大热的高转速电机在燃油车时代发念头的转速能抵达8000rpm（转／分钟）就已经算性能不错10000rpm就算是F1水准了但在新能源时代这一理论完全被倾覆2023年1月特斯拉推出的2023款Model S Plaid性能惊艳众人依赖最高转速达20000rpm的电机让车辆的百公里加速时间降至2.1秒最高速率抵达322km/h当不少人还没有从特斯拉这款高性能电机的强盛中回过神来中国车企多款搭载更高转速电机的新能源汽车就已哐哐落地2023年10月搭载最高转速20620rpm的极氪001 FR上市第二个月智己LS6的上市则代表着最高转速21000rpm的电机实现量产同月华为鸿蒙智行全新车型智界S7则带着一款最高转速抵达22000rpm的新一代DriveONE电机走向市场……2023年底小米汽车召开了建设以来的首场宣布会并宣布将为2024年第一季度上市的首款车型SU7搭载最高转速达21000rpm的HyperEngine V6/V6s电机这两款电机由小米汽车与联电、汇川合作完成宣布会现场小米公司首创人、董事长雷军声称这一全新电机在最高功率、最高扭矩、功率密度3个要害性能参数上比友商的最高转速2200rpm电机更强就差报出华为的身份证号了更诛心的是他还预告了该公司已研发完成的最高转速27000rpm的HyperEngine V8s电机将于2025年量产上车小米汽车的这场宣布会竣事后不久就有人在社交媒体体现电机这种玩意儿并纷歧定是转速越高就越好该言论背后事实是吃不到葡萄就说葡萄酸照旧真正为行业生长做出的理性讲话这一问题百度有驾将在本文为您解答电机并不是一个新鲜玩意儿它的历史最早可以追溯到200年前1820年丹麦物理学家奥斯特发明了电流磁效应第二年法拉第发明了电磁运动向机械运动的转换又过了十年法拉第发明了电磁感应征象并在不久后使用电微感应发明了天下上第一台真正意义上的电机逐一法拉第圆盘发电机1832年斯特金制作了天下上第一台能爆发一连运动的旋转电念头在1842年美国人达文波特则制造出第一辆直流电机驱动的电动汽车并获专利19世纪80年月可充电的电动汽车被法国工程师古斯塔夫·特鲁夫首次带到人类天下让他有了电动汽车之父的美称1894年美国正式将电动汽车投入商业化运营并形成批量投放但因要害手艺不可熟被很快叫停5年后天下上首款搭载了轮毂电机的电动汽车在德国泛起这款车被命名为Lohner-PorschePorsche这个名字是不是有些熟悉您没看错天下上第一辆以保时捷命名的车是辆电动汽车然而随着燃油车的发明和发念头手艺的迭代降生更早的电动汽车因续航、充电速率、电池重量等限制最终销声匿迹直到20世纪90年月丰田才用普锐斯将电驱动汽车重新拉回到人们的眼前现在中国已经成为天下最大的电动汽车市场并占有全球过半市场份额电机手艺也已经获得了重大生长新能源汽车的驱动电机结构一样平常由电机主体、转子、定子、电子控制单位等组成其中转子认真转动定子认真爆发磁场两者之间通过磁力线相互作用实现电机的驱动电机主体由电机壳体、端盖、轴承、永磁体、感应线圈以及冷却系统等部分组成以便控制住驱动力简朴来说新能源汽车的驱动就是通过给电机供电让电机内部的转子围绕定子快速旋转从而爆发驱动力以是转速关于电机的性能显然是有重大影响高转速电机并不是一种花架子而是真正能够让新能源汽车体验更好的手艺偏向转速更高意味着电机的功率密度也就更高电机的效率获得进一步提升关于新能源汽车来说电机效率的提升将带来两方面利益：一方面是单位时间内能做的功就越多另一方面则是同样功所消耗的能量越少从体验角度来看电机效率提升的两方面利益划分代表着加速更快和能耗更低（续航里程更长）在相同功率下电机的转速和扭矩是成反比的这意味着高转速电机所需的扭矩就越小从而让电机的体积更小、重量更轻体积和重量缩小一方面可以节约不少质料缩减制造本钱 ；另一方面也可以为电机结构和车辆设计提供更大的自由度电机缩小对车辆设计带来的利益不但是让外观造型方面的施展空间更大还可能为清静结构留出了更大空间更可能为驾乘职员留出更大的座舱空间更轻的重量还意味着更低的能耗有利于车辆加速性和续航里程的提升从相同功率下电机的转速和扭矩成反比这句话中脑子反应快的朋侪生怕也已经发明了高转速电机的一个新优点：相同尺寸下高转速电机将可以带来更大的功率没错若是不去缩减电机的尺寸那么高转速则意味着将为您带来一个同尺寸下动力更强的电机动力更强不但意味着更强的加速性还意味着更高的速率极限一个电机的功率提升后在车上若是装上两个或三个电机动力的提升虽然也就更显着了2023款Model S Plaid的就装上了前一后二结构的三个高转速电机才让2.2秒的0-100km/h加速能力和322km/h的最高时速成为现实岂论是让体积更小、质量更轻照旧让能耗更低、续航更长抑或是让加速更快、车速更高都是新能源汽车体验提升的主要维度这也是各大车企争相追求更高转速电机开发的主要缘故原由高转速电机既然这么好为啥尚有人说转速不是越高越好那是由于想要将电机的转速一直举行提升意味着研发职员所要面临的手艺挑战也是重大的转子高速旋转时会在电机内带来重大的离心力作用电机转速越高离心力越大对电机内转子、轴承等结构等所带来的攻击性就越大越容易造成电机的物理损坏与此同时高速旋转也意味着重大的热量散发岂论是物理攻击照旧严重发热关于电机使用寿命和车辆清静都可能带来负面影响虽然这些问题也可以通过新质料的使用来解决好比特斯拉为2023款Model S Plaid的高转速电机开发了机械纠葛碳纤维护套虽然碳纤维转子护套提高了转速的上限但碳纤维复合质料的本钱和机械纠葛工艺难度都是不小的挑战在高转速/高频情形下电机内的定子绕组也会爆发显着的趋肤效应和相近效应合称为绕组涡流消耗尤其是关于目今走高转速蹊径普遍接纳的扁线电机而言绕组涡流消耗越发严重简朴来说就是转速高了可是效率可能并没提升到目的水准噪音问题也是高转速电机开发中不可忽视的挑战在空间细长、质量较轻、阻尼较小、振型富厚的电机内部转速的提升也意味着激振频率的提升更容易爆发种种频率的振动和更高的空气噪声别的关于大大都私人车来说电机的转速在一定的区间内会让车辆收获最高的效率但当转速提升到凌驾这一区间时关于车辆效率提升方面的作用可能从正向变为负向总而言之电机转速越高关于稳固性、使用寿命、降温手艺、质料等方面的要求也就越高生怕没有几个家庭能受得了自己的爱车经常由于焦点部件之一的电机而进维修厂以是高转速所带来的相关问题必需被抹杀在汽车出厂之前挑战确实保存可是那些头部车企们也并不会因此而停下手艺前进的程序为了提升高转速电机的可靠性华为最高转速22000rpm的新一代DriveONE电机接纳了全新的转子结构设计将碳纤维和铜线融合在一起形成了一个轻量而强度高的转子这样的转子不但可以遭受高速旋转的离心力还可以有用降低电机的消耗和发热同时新一代DriveONE电机还接纳了油冷手艺将冷却油直接注入到转子和定子的内部提高了电机的效率和寿命除了转子结构和散热手艺华为还为新一代DriveONE电机接纳了自研的多物理场耦合AI仿真寻优手艺通过大数据和云盘算对电机的各个参数举行更准确地优化和调理别的该电机还接纳了智能辅驱算法可以凭证车辆的行驶状态自动调理电机的转速和扭矩让电机的能效比更佳通过包括以上手艺在内的立异新一代DriveONE电机实现了在一律功率下体积镌汰10%重量镌汰15%效率提高5%的突破敢于宣布最高转速27200rpm的电机小米汽车也是由于有不少手艺加成为匹配云云高的转速HyperEngine V8s电机在行业内首次接纳了强度达960MPa的高强度特种硅钢片并为此举行了108个批次的试验同样是油冷散热HyperEngine V8s接纳双向全油冷散热和S型立体油路设计定子部分通过双循环立体油路将散热面积增添100% ；转子部分则使用专利S型油路将散热面积增添50%别的定子硅钢叠片还接纳了蹊径式错位设计使有用散热面积再增添7%为提升效率小米汽车对HyperEngine V8s的转子硅钢片举行了差别化厚度设计并应用了高性能钕铁硼永磁体接纳了8层Hairpin扁线绕组让槽满率抵达77%同时小米汽车体现已经通过碳纤维激光固化纠葛工艺在实验室中乐成让电机转子实现35000rpm的最高转速此前春风汽车也曾宣布接纳碳纤维包覆转子的30000rpm最高转速驱动电机从现在的行业生长趋势来看越来越高的转速仍然是新能源汽车驱动电机在未来相当长一段时间的追求虽然在手艺方面的面临的挑战不小但车企们显然很难放弃在相关手艺方面的探索事实体积更小、质量更轻、能耗更低、续航更长、加速更快、车速更高……高转速电机关于新能源汽车体验所带来的提升太过显着以华为、小米为代表的企业正在追求高转速电机的新物理极限新能源汽车电机的高转速之争或许在不久的未来就将再次升级至30000rpm时代文丨张宇喆编辑丨王歆出品丨有驾报道
2025-09-26 14:49:43
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