『汤叔解惑』为什么采用双电机组合的蔚来ES6续航里程更高？

上两期专栏为大家介绍了永磁同步直流电机和感应交流异步电机的工作原理以及性能特点。相信很多用户很容易理解永磁同步直流电机相对交流感应电机电能转换效率更高的原因。如果您细读并理解了上两篇内容之后，今天我们在此基础上讲一个实例。

最近蔚来发布的ES6很有意思。高配版采用前永磁直流电机后交流感应异步电机，低配版采用前后一致的永磁直流电机，但在配备同样电池包的情况下，配备能耗更大的交流异步电机的性能版却续航里程更长，84千瓦时大电池包版本在NEDC标准下可以达到510公里续航里程，而标准版在配备相同电池包的情况下NEDC续航里程只有480公里，两者相差了30公里之多。是什么原因造成了前后永磁同步电机驱动的ES6比性能版续航里程更短呢？本期来为大家解读。

▲蔚来ES6各版本的动力加速、续航里程和价格。

■ 蔚来ES6的电动机布局

蔚来ES6共有两个版本：一个是标准版一个是性能版。电池包有两种组合：一种是带电量为70千瓦时的普通版，一种是带电量为84千瓦时的长续航版。由此排列组合4个车款，价格从35.8万覆盖到44.8万。

标准版配备前后相同的160千瓦永磁同步直流电机，而性能版的前电机采用的是与普通版相同的永磁同步直流电机，但后电机却换成了动力更强劲的240千瓦版交流异步感应电机。由此换来了4.7秒的百公里加速，足足比普通版快了接近1秒。

▲蔚来ES6的前后电机布置。

对于为什么要采用这样的电机组合，蔚来在官方宣传文案中给出了这样的描述：

“160千瓦PM motor is responsible for medium and low speed daily driving while 240 千瓦 induction motoroffers great acceleration performance and high speed. This is an efficientcombination that both saves costs and offers strong power.”

翻译成中文的大概意思是：“160千瓦的直流电机负责中低速范围内的驱动，240千瓦交流电机可以提供最大的加速性能和高速行驶性能。这是一个既能节省成本又能发挥出强大动力的有效组合。”

这样的解释听起来比较笼统。并没有解释清楚为什么交流电机续航里程更长。从原理上看，永磁同步直流电机不需要把电流转换成磁场，转子是自带磁性的，而交流异步电机转子的磁性是通过感应交流电从而产生电流然后产生了磁场，理论上能耗更高，而且异步电机发热量大也应证了这一点，所以通常需要配备水冷系统。

■ 通过曲线图来分析两种电机的搭配思路

▲图为电动机外特性曲线。

正如我在之前的专栏中介绍的一样，此图为三种不同电机的外特性曲线（全负荷状况下扭矩与转速的关系）通常永磁同步电机的转速比为2左右，也就是x=2的那条曲线，而交流异步电机的转速比在4左右，也就是上图x=4的那条曲线。当然，这个仅仅是一个便于理解的参考，实际上ES6的交流异步电机功率，要比前轴上的永磁同步电机大出了80千瓦，所以在全转速范围段内，整体扭矩还要比上图所示的交流异步电机曲线高很多。不过，扭矩曲线的斜度是相当的。

从两种电机不同的转速比来看，永磁同步电机在2500转以下可以始终保持最大扭矩的输出。此时电机效率是最高状态，一旦超过基速转速（2500转/分）扭矩会迅速衰减，效率随之降低。但由于速度越快，阻力越大，此时要想获得更大的速度则需要更高的功率和扭矩来克服阻力。

所以，从永磁同步电机的扭矩输出曲线来看，它的高效率区间主要集中在2500转/分以下，也就是在中低速情况下，采用永磁同步电机驱动可以获得非常好的节能效果。不过一旦转速超过2500转/分，随着扭矩衰减、行驶阻力的增加，永磁同步电机的能耗会迅速上升。

而这时，采用功率较大的交流异步电机驱动车辆，可以在高速行驶区间获得更好的电能使用效率。而一旦车辆需要急加速，那么后交流异步电机和前永磁直流电机会同时工作保持最大动力的输出。虽然这样干电耗会很高，但是可以轻松获得4.7秒的百公里加速成绩。

▲永磁同步电机有更宽的恒扭矩平台，交流异步电机拥有更宽的恒功率平台。

由此可见，不管是永磁同步电机还是交流异步电机，都有自身的短板。交流电机功率大，但是如果长期大中低速状况下使用大功耗的交流电机，会导致电耗的增加和续航里程的减少。

永磁同步电机功率小，但转速比低，在中低速工况下效率很高，非常适合日常驾驶，提高续航里程。由于NEDC标准是通过模拟各种工况测得的，所以如果前后都在用永磁同步电机的话，在高速行驶时，能耗会有所增加，导致续航里程的降低。而同样采用分布式设计的性能版，则可以通过永磁同步电机和交流异步电机的搭配工作，获得各个速度工况下最高的使用效率。

当然，除此之外，NEDC工况法在测试续航里程时还需要经常模拟停车后起步的驾驶情况。所以，当匹配上更大功率的交流电机后，整车的动能回收功率也会更大，这样更有利于在走走停停的工况法测试环境下提高续航里程。

■ 结论

蔚来在ES6上大胆实践了这种采用前后不同电机搭配的做法。事实证明，这种分布式的搭配方法不但可以有效提高续航里程，更重要的时还能获得更好的加速性能。相信，随着电芯能量密度的进一步提升，蔚来的快速换电可标准化电池包策略可以让更多的用户享受到更高的续航里程。