比亚迪两种电机怎么选?可变磁通解决能耗,轴向磁通未必适合家用车
说实话,最近不少人聊到比亚迪的可变磁通电机和轴向磁通电机,第一反应就是: 轴向电机又薄又小,是不是更适合直接做轮毂电机?
各位老板,先别急着下结论。要搞懂这个问题,咱们得先把永磁同步电机、可变磁通电机、轴向磁通电机和轮毂电机分清楚。它们解决的不是同一个问题,有的是在改变磁场,有的是在改变结构,还有的是在改变电机安装位置。
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比亚迪可变磁通电机特写 01. 电动车为什么不用复杂变速箱
现在大多数电车用的永磁同步电机,本质上多数是径向磁通电机。什么叫径向?你把它想成一个圆筒,外面是定子,里面是转子,磁力是从里面往外或者从外面往里走,所以叫径向磁通。
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径向磁通电机内部结构示意
电池里的电是直流电,但电机不能直接这么用,所以要通过逆变器,把直流电变成三相交流电。三相交流电进入定子线圈以后,会形成一个旋转磁场。转子上有永磁体,就会被这个旋转磁场带着一起转,车轮就有动力了。
这就是电车为什么开起来很顺。不像燃油车,发动机低转没力,所以需要6AT、8AT、9AT不断换挡。但电机低速就有大扭矩,高速也能继续转,所以大多数电车只需要一个固定减速器,不需要复杂变速箱。
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电动汽车动力传动系统动画
简单来说,燃油车靠变速箱换挡,电车靠电控调电机。 这也是咱们试驾电动车时,最容易感受到的区别:起步响应直接,低速跟车不用等发动机把转速憋起来,城市走走停停时尤其明显。
02. 可变磁通,解决的是高速能耗
但是吧,永磁同步电机也不是十全十美。它的永磁体磁场基本是固定的,低速起步时,磁场强是好事,扭矩来得快;但高速时,电机转得越快,自己越像一个发电机,会产生反电动势,反过来限制继续拉转。
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永磁同步电机反电动势示意图
这时候电控就要做弱磁,也就是用额外电流,把永磁体的有效磁场压下去,车还能跑。但代价也很明显: 会发热、耗电、效率下降。
这就是比亚迪可变磁通电机的意义。它不是简单把电机做大,而是让电机的磁场能根据情况变化。低速时磁场强一点,起步有劲;高速时磁场弱一点,反电动势小一点,能耗低一点。
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比亚迪可变磁通电机剖面图
你可以把普通永磁电机理解成一个固定风量的风扇,不管天气冷还是热,它都一个档位。而可变磁通电机就像风扇有了高低档,该大风就大风,该小风就小风。
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可变磁通电机与智能风扇对比示意
这点我是服气的。因为家用车不是天天零百加速,更多时候是早晚高峰通勤、城市拥堵、高速巡航。能在不同工况下调整磁场,实际价值不在于宣传册上多漂亮,而在于 日常用车能不能少充几次电、少花一点电费 。
03. 轴向磁通,改变的是电机形状
那轴向电机是什么?轴向电机不是让电机磁场变聪明,而是把电机形状变了。
普通径向电机像一个圆筒,轴向电机更像一个薄饼。它的磁力不是从内外方向走,而是沿着电机轴的方向走。所以它可以做得更薄、更轻,而且扭矩密度高。
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径向电机与轴向电机结构对比
为什么扭矩大?像拧螺丝,长扳手省力。轴向电机可以把有效半径做大,相当于力臂更长,所以更容易输出大扭矩。
话说回来,可变磁通和轴向磁通并不是简单的“谁淘汰谁”。前者重点解决磁场强弱和高速效率,后者重点解决电机体积、重量以及扭矩密度。一个更像控制思路的升级,一个更像结构设计的变化。
04. 轴向电机适合轮毂电机吗
那问题来了,轴向电机这么薄,是不是很适合做轮毂电机?
从形状上看确实适合。轮毂里面本来就是一个圆盘空间,轴向电机像薄饼,更容易塞进去。而且轮毂电机如果直接带动车轮,最需要的就是低速大扭矩,这也正好是轴向电机的强项。
轴向电机集成到车轮底盘示意图
比如电动自行车、电动滑板车、低速无人车、园区小车,用轮毂电机就很合理。因为速度不高,结构简单,坏了也好维护。对于这些场景,薄、轻、低速扭矩大,确实是实打实的优势。
但放到家用车上,轮毂电机不是塞进去就完事。
05. 家用车最看重的,还是可靠性
电机装进车轮里,车轮就变重了。轮子越重,悬架越难控制,过坑更颠,抓地力也更难稳定。咱们平时试驾时,过减速带、井盖和破损路面,舒适性和车轮贴地感往往比一串参数更诚实。
轮毂电机增加车轮重量示意图
而且轮子里面环境很差,刹车会发热,路上有水、有泥、有石子,还有各种冲击。电机放在车身里面很舒服,放进轮子里就等于天天在前线挨打。
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车轮内部恶劣环境测试画面
更麻烦的是,轴向电机对间隙很敏感。两个盘面之间的间隙,如果因为冲击或者热变形变得不均匀,噪音、振动、效率都会出问题。
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轴向电机间隙敏感性示意图
所以说好听点,轮毂电机是结构集成,说难听点,家用车要面对的就是簧下质量、耐久、密封和维修成本。这波操作我是没看懂的地方就在于:只看到“薄”和“大扭矩”,却忽略了车辆每天要跑多少烂路、淋多少雨、承受多少冲击。
简单来说就是:可变磁通更关注效率,轴向磁通更关注结构,轮毂电机更关注布置方式。 至于哪个才是未来,不能只看概念够不够新,还得看成本、可靠性、NVH、底盘调校和实际使用环境。
新技术好,但信靠谱。对于大多数家庭用户来说,空间实用性、续航能耗、售后便利性和长期可靠性,往往比“听起来很先进”更重要。花钱要花在刀刃上,别被营销忽悠了。
你家如果每天通勤40公里、每年还跑几次高速,会更在意电机省电还是轮毂电机的低速扭矩?
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