傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動機技術(shù)可以說花樣繁多,V型直列、渦輪增壓、集成排氣歧管,能讓很多車迷聊起來如滔滔江水,連綿不斷。到了新能源時代,沒有了發(fā)動機的轟鳴,少了變速器的鏘鏘換檔,一些車迷直呼電動車“沒有靈魂”,其實不然,電機也有不同的結(jié)構(gòu)和技術(shù)。本文要說的,就是電機的那些事。
這樣圖看暈了嗎?沒錯,電機的類型遠比想象中更多更復(fù)雜。
根據(jù)結(jié)構(gòu)和原理,能分為同步電機和異步電機;
根據(jù)工作電源區(qū)分,能分為交流電機及直流電機;
根據(jù)轉(zhuǎn)子類型區(qū)分,能分為繞線轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子及磁阻轉(zhuǎn)子等。
但總體來說,電機的原理還是非常簡單,就是電流產(chǎn)生磁場,通過磁場互斥產(chǎn)生運動。
日常生活中接觸得比較多的,主要是有刷電機和無刷電機,例如沖擊電鉆,就是有刷電機,部分高端吹風(fēng)機、大疆無人機基本是無刷電機,兩者的區(qū)別主要是有無換向器及電刷。
而在汽車領(lǐng)域,市面上絕大多數(shù)新能源汽車都采用永磁同步電機作為動力來源。還有部分車企,如蔚來、特斯拉感應(yīng)電機+同步電機結(jié)合的方式。
所謂永磁同步電機,就和我們小時候玩的奧迪雙鉆四驅(qū)車的電機一樣,由永磁體和繞組轉(zhuǎn)子組成,這東西學(xué)名直流永磁碳刷電機。
只不過車上用的永磁同步電機,將永磁體做成了轉(zhuǎn)子,將繞組做成了定子,這樣就省去了碳刷這一耗材,使得免維護性能大幅提升。
由于永磁體磁場存在,避免了勵磁損耗,調(diào)速范圍大,調(diào)整電流與頻率即可大范圍調(diào)整電機的功率和轉(zhuǎn)速。
另外一種異步電機,也稱為感應(yīng)電機,由大名鼎鼎的尼古拉·特斯拉發(fā)明。將轉(zhuǎn)子置于旋轉(zhuǎn)磁場中,在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下,獲得一個轉(zhuǎn)動力矩,因而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的裝置。其中轉(zhuǎn)子比定子旋轉(zhuǎn)磁場慢,故稱為異步電機。
但不管是哪種電機,為了提高功率、提升效率,途徑之一就是優(yōu)化導(dǎo)線的布置,這就是我們要說的槽滿率。
空間管理專家 槽滿率
很多80后、90后都玩過的四驅(qū)車中的電機,電機產(chǎn)生磁場,需要數(shù)量不等的繞組,但想要增加電機的功率,主要還看繞組中的銅線數(shù)量。圖中的“手工繞制銅線”就是槽滿率,每個饒組里能塞進去越多的銅線,意味著槽滿率越高,電機性能越強。