为何电动车加速能力差距大？谜底在这铜线上

新能源汽车是最近这几年话题性比较强的车型，特别是续航里程更是大家茶余饭后的谈资。

造成这种差异其实和电动车代步的属性有点关系，但更多的则是流露出对电机不熟悉的尴尬。

翻开初中的物理课本，或许那就是我们最早得知电机工作原理的途径，原理很简单就是通电导线在磁场中受到力的作用。

而对电机的直观认知，相信更多的是通过小时候的玩具四驱车了解的，玩具四驱车里面的马达用的是直流电机。

对电动汽车的认识，毫无疑问特斯拉电动车是最为颠覆的。

特斯拉的出现让大家知道了原来性能和续航在电动车身上是可以共存的，Model S、Model X的高性能版0-100km/h的加速都在3秒内，而同时续航依旧能达到500km以上，它用的电机则属于是交流电机中的异步电机。

除了特斯拉，自主品牌中比亚迪在电动车领域同样表现突出，比亚迪唐EV的百公里加速最快能到4.4秒，不过它的电机种类则是属于永磁同步电机。

看到这可能大家会问，究竟有多少种电机，是时候掏出一张“电机族谱”了。

电机的种类如此多，单看名字就有点懵，但其实用在新能源车上的电机主要有永磁同步电机、交流异步（感应）电机和开关磁阻电机三大类。

这三种电机各有优点，开关磁阻电机有不错的特性，但硬伤是振动噪音大，所以基本不会应用在乘用车上，目前最常见的就是永磁同步电机和交流异步电机。

交流异步电动机和永磁同步电动机的差异主要是产生磁场的方式不同。

永磁同步电机顾名思义它的磁场采用的是永磁铁，由于磁铁本身具备永久的磁性，所以利用这种磁性来推动转子运动。

它的好处就是能量效率比较高，消耗电能比较少，因为产生磁力的过程并没有消耗任何电能，但缺点就是由于永磁体的磁场有限，或者说不能无限制提高，所以它的最大功率会受一定的影响。

交流异步电机与它相反，由于磁场是通过电能制造出来的，所以可以产生比永磁同步电机更大的磁力，所以可以把功率做得很大。

但由于产生磁场需要消耗电能，所以能量效率要低于永磁同步电机。另外之所以叫异步，是因为在工作过程中转子转速要小于旋转磁场转速。

至于永磁同步电机和交流异步电机谁更优秀，从不同角度来看得出的结论会截然不同。

电动汽车的动力性能体现在最高时速和百公里加速时间两个方面，它由电机输出功率决定，电机输出功率则由转速和扭矩决定。

特斯拉采用的是交流异步电机，可以通过超高电压及弱磁驱动，实现超10000转的高转速和600Nm的大扭矩运行，爆发的动力可想而知。异步电机虽然成本较低，但是它消耗大量电，所以能耗较高。有人会说特斯拉的续航并不低呀，但别忘了特斯拉的电池容量是有多么的大。

永磁同步电机是目前电动车的主流，现阶段大多数车企都采用永磁同步电机。因为在同等功率下，永磁同步电机能够更好满足车企关于能效的需求，毕竟续航是目前电动车最大的痛点。

所以永磁同步电机多用于经济型车，而异步电机多用于高性能车型。用最简单的话来说，永磁同步电机体积小、耗电小、但动力表现一般。异步感应电机体积大、耗电大、但动力表现强。

它们之间除了磁场区别之外，电机内部的线圈绕组同样颇具技术含量，不同绕组带来的工艺难度、磁场波形等效果皆有差异。具体的绕组如果要展开那就几篇稿子也说不清，这里就不细说了。

如果考虑加速能力，以特斯拉为代表的交流异步电机毫无疑问会更优秀，但是如果考虑续航能力，永磁同步电机能耗更低续航会更优秀。

电动车低速省电，高速耗电是一个不争的事实，和燃油车恰好相反。

从理论上来看，功率=转速*扭矩的公式在电机中仍然适用，所以当功率保持恒定之后，转速越高扭矩越小。

从电机的功率/扭矩输出曲线可以看出，在最大功率转速时，电机处于最大扭矩恒定输出状态，且在最大功率转速之前，转速越低，输出功率越小。功率小就意味着能耗低，所以对于电动机来说，转速越低，电耗就越低。

也就是说，在最大功率转速之前，电动机的效率是最高的。一旦过了最大功率转速，放电功率始终处于恒定的最大值，而扭矩随着转速的提升不断减小，导致需要更多的电能来维持高速转速，所以最大功率转速之后电机的效率会随转速的升高而减小，能耗由此不断增加。

要想获得较高的高速续航里程，就需要选择转速比（最高转速与最大功率转速的比值）较小的电机，当然，这也会导致最大扭矩的降低。

前面提到了永磁同步电机体积小、耗电小的优势之外，我国丰富的稀土资源也是使得永磁电机更受欢迎的原因。

永磁同步电机中的钕铁硼永磁材料需要使用稀土资源，对于稀土资源缺少或稀土工业不发达的国家而言会受到一定制约。

我国拥有全球70%的稀土资源，钕铁硼磁性材料的总产量达到全球的80%，日本则是稀土产业的大国，而欧美车企的电动车若想用永磁同步电机还要考虑进口稀土的问题，也就无法随心所欲的使用稀土材料。

另外国内车企使用的电机大都通过直接采购装配，只有比亚迪、北汽新能源等少数车企是通过自身研发，所以也是导致国内车企普遍采用永磁电机的原因。

至于特斯拉为啥喜欢采用交流异步电机，一来是创始团队本身在交流异步电机的研发上拥有独特的专利，二来是异步电机更能适应恶劣的环境，而特斯拉这种定位较高的车型可能会比家用车面临更多的激烈驾驶等工况，异步电机不易退磁的特性就非常适合。

不过最新推出的Model 3上特斯拉已经改用了永磁同步电机，它的能效也是有不小的提升。

很多人都知道比亚迪以电池起家，但很少有人知道比亚迪的电机技术也同样出色。

比亚迪近几年已经连续位居车用电机装机量榜首，其后分别是北汽新能源、上海电驱动、精进电动等企业，能够自主研发电机的车企并不多。

比亚迪旗下的乘用车驱动电机拥有最大输出功率70kw、110kw、120kw、150kw、160kw和180kw级别六款。

它的永磁同步电机线圈采用永磁体激磁，不采用线圈激磁的方式。这样省去了激磁线圈工作时消耗的电能，延长续航里程。

另外，比亚迪的高功率电机最高转速已经达到了15000转速区间，高转速带来的是宽泛的经济转速，可以进一步降低能耗。

看完全文其实发现不论是永磁同步电机还是感应异步电机，它们是一种互补共生的关系。并不能简单的评论谁好谁坏，还是要看使用场景和设计初衷。在同等功率条件下，永磁同步电机的体积更小、效率更高，比较适合路况复杂、频繁起停的工作环境；而感应异步电机，成本相对较低，受环境温度变化影响较小，更适合高速路段行驶的工况。

既然各有千秋，那一起用可以吗，还真可以。

蔚来ES6就是采用前永磁同步电机，后感应异步电机。装配在前轴上的永磁同步电机最大功率160kW，后轴上的感应异步电机最大功率240kW。

这个异步电机并不是永远在工作，只有急加速需求时它才开始工作，所以能耗不是特别高，这种搭配合理的利用了两种电机的优势。

作者 | 皆电 周师兄