最近几年,国内新能源汽车市场陷入了一场“电池容量竞赛”。不少车企比拼续航的最简单办法,就是不断加大电池包。80度、100度、150度电池陆续上车,车辆标称续航越来越高。但很多车主实际用车之后发现,电池变大,车也跟着变重,买车成本上涨,充电时间变长,高速续航依旧大幅打折。
很多人下意识认为,续航不够,只能靠增加电池容量解决。但国产新型电机技术实现量产突破之后,行业思路正在发生改变:提升续航,不一定非要盲目堆电池。通过优化电机本身的能量转化效率,减少行驶过程中的电能损耗,同等容量电池就能跑出更长里程,甚至可以用更小容量电池,实现和大电池车型接近的续航表现。
目前国内有两条代表性的电机技术路线,都已经实现量产落地。一条是轴向磁通电机,另一条是可变磁通记忆电机。两者底层思路不一样,但目标一致:拓宽电机高效工作区间,降低整车电耗,打破“堆电池才能提升续航”的行业惯性。下面我们用大白话讲清楚这项技术到底突破在哪,对普通购车用户有哪些实实在在的好处,同时客观说明技术现状,不夸大效果。
一、过去车企疯狂堆电池,背后藏着一个恶性循环
传统电动车搭载的是径向磁通永磁同步电机,也就是圆柱样式的电机,也是目前绝大多数电车在用的方案。这种电机的特点是,只有在市区中低速行驶区间,才能维持较高能量转化效率。一旦车速提升到80公里每小时以上进入高速巡航,电机内部会产生很强的反电动势,车辆控制系统需要持续输入反向电流抵消磁场,这个过程会大量耗电,转化成热量白白浪费掉。
这就是很多电车车主共同的痛点:市区续航很扎实,一跑高速续航直接打六折甚至五折。
车企最简单的应对方案,就是加装更大容量电池。但这里有一个很难避开的恶性循环。电池容量每增加10度电,整车重量大约会增加100公斤左右。车辆变重之后,行驶需要消耗更多电能,新增电池带来的续航提升,会被增加的自重抵消一部分。车重增加,刹车距离变长,悬架、轮胎磨损速度加快,后期用车成本也随之上升 。
大容量电池带来的弊端不止用车层面。电池包变大,锂、镍、钴等原材料消耗增加,整车出厂价格抬高。日常充电时间也会变长,150度电池充满电,即便是高压快充,也要花费很长时间。同时,电池重量大,碰撞防护结构还要进一步加强,车辆重量继续上涨,陷入越堆越重的循环。
简单总结这个行业困境:单纯依靠堆电池提升续航,是成本很高、副作用很大的方案。电池只是储能装置,真正把电能转化成车轮动力的部件,是电机。如果电机本身能量损耗大,再多电量也会被白白消耗。国产新型电机,就是从动力源头解决能耗问题。
二、两种国产新型电机,分别突破了哪些技术难点
可变磁通记忆电机:磁场可以按需调节,解决高速耗电难题
传统永磁电机的磁场强度是固定不变的。起步爬坡需要强磁场,高速巡航的时候,太强的磁场反而会产生巨大的反电动势,持续耗电发热。可变磁通电机,相当于给电机磁场装上一个可以自动调节的阀门,能够根据车速、负载实时调整磁场强度。
起步、爬坡、急加速的时候,系统切换到强磁模式,磁场拉满,扭矩更强,动力响应直接提升30%,满载上坡、高速超车都有劲。当车速超过80公里进入巡航状态,电控系统会在几十毫秒内完成切换,把磁场强度降低30%到40%。不再需要持续通入反向电流抵消磁场,从根源减少电能损耗。整个切换过程非常平顺,坐在车内完全感受不到顿挫。
实测数据显示,搭载这套电机的车型,120公里每小时定速巡航时,电机高效区间维持在92%到95%,传统电机高速工况效率大多只有82%到85%。换算到整车,高速百公里电耗可以下降3度左右,同样70度电池包,高速实际续航可以提升接近100公里,续航达成率从五六成提升到七成以上。
这项技术还有一个额外优势,对稀土材料依赖度下降,有助于控制电机生产成本,未来可以下放到中端家用车型,不只是高端车型专属。
轴向磁通电机:结构重新设计,重量、体积直接减半
轴向磁通电机和传统圆柱电机结构完全不同,外形像一块扁平的圆饼,也被很多人叫做饼式电机。传统电机磁场沿着圆柱径向扩散,磁场传递路径长,能量损耗大。轴向磁通电机磁场沿着轴线直线传递,路径缩短,能量损耗更低。同等输出功率条件下,电机重量、体积直接减少一半,材料消耗也相应降低 。
过去这项技术长期卡在材料难题。转子和定子距离很近,工作温度高,普通磁钢高温下容易退磁,使用寿命无法满足汽车长期使用需求。国内科研机构和企业合作,研发出PGH高性能专用磁钢,攻克高温退磁难题,建成全球首条轴向磁通电机规模化产线,实现量产落地。
电机减重带来连锁利好。电机本身轻了几十公斤,整车重量下降,电耗自然降低。节省出来的机舱空间,可以留给电池、电控或者座舱。同等电池容量,整车续航提升;如果维持续航不变,就可以选用容量更小的电池,降低购车价格,减轻整车重量。
两种技术路线各有侧重。可变磁通电机更偏向优化高速工况能耗,直接改善长途高速续航打折的痛点;轴向磁通电机优势在于轻量化、高功率密度,帮助整车减重,间接降低全场景电耗。两条路线都是国产自主研发,核心材料、制造设备自主可控。
三、电机升级之后,对普通买车用户有哪些实际好处
很多人会问,电机技术突破,最终落到买车用车上,我们能得到什么实惠?
第一,同等续航,可以选容量更小的电池,购车价格更低。过去想要700公里CLTC续航,需要100度以上大电池。未来搭载新型电机,80度甚至70度电池就能达到接近的续航水平。电池是电动车成本最高的零部件,电池容量下降,整车售价可以下探,普通消费者买车门槛降低。
第二,高速续航打折的老毛病得到改善。很多人买电车,最担心长途高速出行。搭载新型电机之后,高速续航达成率明显提升,标称续航和实际跑出来的里程差距缩小,长途出行的续航焦虑减轻。
第三,整车更轻,用车损耗变小。车辆重量下降,刹车负担减轻,刹车距离更短,提升行车安全。轮胎、悬架负荷降低,轮胎、减震老化速度变慢,后期保养更换周期拉长,养车开销变少。
第四,充电时间缩短。电池容量减小,相同快充功率下,充满电池需要的时间变短。日常补能更省事,不用长时间在充电桩等待。
当然也要客观看待,电机技术提升不是万能的。冬季低温环境,电池活性下降带来的续航缩水,电机只能缓解,无法完全消除。电机只是优化能量转化效率,不能凭空创造电量。
四、厘清边界:不是以后电车完全不用大电池,而是不用盲目堆电池
这里要纠正一个容易产生的误解。文章说不用盲目堆电池,不等于大容量电池会彻底消失。
如果用户经常跑长途,充电条件很差,或者经常在北方寒冷地区用车,大容量电池依旧有它的价值。电机技术带来的改变,是打破车企“想提升续航,只能加大电池”的单一思路。以后车企设计车型,有两种选择:要么维持电池容量不变,提升续航里程;要么维持续航不变,选用更小电池,降低车重、成本。
未来市场车型会出现分化。城市代步家用电车,不需要超大电池,依靠高效率电机,小电池就能满足日常通勤、短途出游;长途取向的车型,依旧会保留大容量电池作为备选,但不再是所有车型的标配方案。
五、4个常见误区,一次性讲明白
误区1:新电机一上车,电车续航直接翻倍
不对。电机提升的是能量转化效率,带来的续航提升是百分之十几到二十的区间,不是成倍增长。续航受电池、风阻、轮胎、温度、驾驶习惯共同影响,电机只是其中关键一环,不能单独决定全部续航表现。
误区2:新电机成本很高,只会出现在百万豪车
可变磁通电机已经计划下放到中端家用车型,轴向磁通电机也在推进成本下放。国产技术的特点,就是在突破技术瓶颈之后,依靠国内完整产业链,逐步压缩制造成本,未来十几万价位的家用车,也有机会搭载。
误区3:电机效率提升,电池就不重要了
电池依旧是核心储能部件,电池的安全性、循环寿命、充电速度,依旧会影响整车使用体验。电机负责省电,电池负责存电,两者是互相配合的关系,不存在谁替代谁。
误区4:堆电池的车企都是技术落后
堆电池也是一种产品方案,满足一部分用户的长途出行需求。只是这种方案成本高、副作用多。随着电机技术成熟,车企有了第二条路线,不再只能靠电池容量竞争。
六、行业正在迎来新的竞争赛道,比拼重心发生转移
过去几年新能源汽车的宣传重点,永远是电池容量、标称续航数值。未来,电机、电控、整车热管理、风阻这些电能利用效率相关技术,会成为新的竞争焦点。
新能源汽车的本质,是电能驱动的交通工具。电池是油箱,电机相当于发动机。过去大家拼命加大油箱尺寸,现在开始研究怎么把发动机效率做高,减少燃油浪费。这是行业走向成熟的标志。
国产电机技术实现量产突破,意义不止于买车更划算。电机产业链自主可控,减少对海外技术、稀缺稀土资源的依赖,对于国内新能源汽车产业长期发展,也有重要价值。随着技术持续迭代,越来越多搭载国产新型电机的车型陆续上市,普通消费者可以实实在在感受到电车用车体验的变化。
总结
国产新型电机实现量产重大突破,可变磁通电机优化高速能耗,轴向磁通电机实现轻量化降重。两项技术都能有效降低整车电耗,同等电池容量跑出更长里程。这也意味着,车企提升续航,不再只能一味加大电池包。
电机技术升级,能够降低购车成本、减轻车重、改善高速续航打折问题,减少轮胎和悬架损耗。但我们也要理性看待,电机无法彻底解决低温电池衰减等问题,大容量电池在特定场景下依旧有需求。未来电车市场,会从单纯比拼电池容量,转向比拼整车能量利用效率。
话题讨论
你觉得未来电车,是优先小电池+高效率电机,还是继续保留大电池更适合家用?你平时开电车,最困扰你的是高速续航缩水,还是充电等待时间太长?欢迎在评论区留言交流。
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免责声明:本文内容基于国内公开的电机技术资料、车企官方发布信息整理。电机的实际能耗、续航提升效果,受车型、风阻、轮胎、气温、驾驶习惯等多重因素影响,不同车型表现存在差异。本文仅作为汽车科普参考,不构成购车决策建议;新技术量产普及存在时间周期,具体车型配置请以车企官方公布信息为准。
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