浏览了许多高赞答案,其中一些提到功率等于转速乘以转矩,认为提高转速就能提升功率,这其实是一个误区。实际上,在电机达到拐点(即恒功率区间,需弱磁)后,转速提升的同时转矩会下降,功率保持不变。虽然这不是完全准确(本次讨论暂不涉及超纲内容),但为何高转速电机成为新能源汽车的趋势仍值得探讨。车企宣传时并不应全信。针对不同车企,其目的各不相同,我将其归纳为两点:
1. 节约成本:高速电机能以更高的速比、更小的转矩实现与低速电机相同的轮端转矩输出。关键在于速比而非最高车速。以两个电机为例,一个电机的最高转速从10000转提升至15000转,同时速比从15调整为10,与另一个300Nm、速比为10、最高转速10000转的电机相比,两者最大轮端输出扭矩相同(如图2),最高车速也一致。但300Nm的电机需要更多的磁钢、绕组等电磁方案来实现,因此拉高电机转速并非为了提升功率,而是为了在保持最高车速相同的情况下,降低轮端转矩达到时的成本,同时保持一致的驱动力和加速度。
这样的操作实际上能显著降低车辆的成本,同时不损失性能表现。因此,车企倾向于采用高转速电机以降低成本。
因此,对于20万以下价位的车辆,采用高转速电机主要是为了降低成本,称之为低成本高速比电机更为恰当。虽然其成本较低,但并非毫无弊端。从轮端表现来看,虽然最大扭矩保持一致为3000Nm,但高转速电机的扭矩曲线区间相对较窄,意味着当车速超过一定范围后,其扭矩会明显下降。然而,对于大多数普通驾驶者来说,车辆加速感受在大部分情况下仍是相近的。
2.关于最高车速
理解这一点相对直观,即在一定速比下,最大转速越高,最高车速也会相应提高。尽管大部分电动汽车的最高车速设定为160km/h,有些车型为140km/h以满足中国法规,这看似合理。但与燃油车相比,其最高车速动辄达到200km/h甚至300km/h,体现了汽车的底盘调校和动力总成的极限性能。由于电动汽车没有变速箱,只有一个速比,提高最高车速并不容易,因此更高的最高车速也是电动车性能和实力的体现,有助于提升品牌定位。像特斯拉、极氪、Lucid、红旗、小米等车企已经将电机最高车速提升至量产的20000rpm,甚至达到27000rpm。然而,高转速并不等同于高效率或高转矩功率。相反,它可能导致磁钢涡流损耗增加、弱磁损耗增多,对硅钢片强度有更高要求,隔磁桥设计薄弱也可能引发问题,总体而言,高转速对性能产生的负面影响较多。
总结:
新能源汽车和电机技术的发展虽已颇具规模,但真正的革新仍依赖于材料学的进步。许多新技术在实际应用中的选择,是成本与市场的博弈结果。对于消费者而言,高转速电机并不直接等同于技术先进和性能卓越。因此,建议消费者关注电机的效率、转矩和功率等核心指标。毕竟,无论在哪个行业,价值与质量都是成正比的,性能强劲的电机往往伴随着更高的价格。
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