电动车上的“三电”究竟是什么——电机篇

最近新能源车市场越来越热，各个厂家都在宣传自己的“三电”技术如何如何，我想您肯定也好奇，为什么上到特斯拉，下到老年代步都有着“三电”系统，这三个神秘的家伙究竟是什么，我来为大家一一解惑。

先从最好理解的电机说吧，相信很多男孩肯定对电机不陌生了，我们小时候能接触到的大多数电动玩具都是通过电机来完成驱动的，最典型的就是四驱车了。

不过四驱车只具备三电中的两电，即电机和电池，接通电源后，电机的正负极碳刷给转子通电，通过固定的磁场完成电机的旋转，从而驱动四驱车前进，说着复杂，我们看看下面的图就明白了。

那为什么四驱车电机这么便宜呢？这还得看电机的技术含量，目前我们日常生活中能接触到的电机大致分为两种，一是结构简单的有刷电机，二是性能更好且造价更高的无刷电机（无刷电机也分为有感和无感两种，我们后面再说）。

从结构上分析，有刷电机顾名思义就是电机转子的旋转是由正负极铜刷与转子的接触来供电，转子形成电极后，再与固定在电机壳体上的正负极磁铁形成相互排斥吸引的磁场，然后旋转。

上图所示的就是咱们最常见的电机工作原理，相信拆过有刷电机的小伙伴肯定一眼就能明白。那我们现在来分析一下有刷电机的优势和劣势，以及为什么电动车上不采用有刷电机作为动力来源吧。

首先，有刷电机顾名思义，刷=碳刷，就是图里面的那两根铜制与转子接触的部分，主要是起到给转子通电形成磁场变化的功能，但是这就首先遇到了第一个问题，由于转子和电刷之间是采用直接接触的形式，转子的转速又一般在10000~40000rpm，专业点的甚至更高，那这么高频的摩擦铜刷的寿命自然不会太久，这意味着有刷电机的保养成本或者说使用年限会有很大限制。

那它好的一点是什么呢？因为转子和铜刷采用了物理连接，所以电流可以很精准的被输送到应该去的磁场及A/B/C之间的一个，所以即便转子以非常低的速度旋转，它也不会因磁场顺序不对而发生转子抖动，说白了就是低速旋转有非常好的线性。简单了解了有刷电机之后我们再来看无刷电机。

转子断了 所以是个报废电机

中间的是转子，外壳上的是铜线

强磁转子

看上图应该就能区分出有刷和无刷电机的区别了吧，结构上来讲，有刷电机壳体上定子是正负磁铁，而转子是铜线缠绕；无刷电机是壳体上的定子是铜线，而转子是磁铁，转子不需要供电产生磁场变化，所以没有了电刷物理连接。

无刷电机工作原理

那无刷电机要想工作的话就完全依靠定子的供电顺序来控制转子的旋转方向和速度了，那问题来了，转子是有固定的正负极的，而我（电脑）怎么知道给哪两个定子供电，才能让它往我要的方向旋转呢？所以最简单的办法产生了——蒙，按着我想要它旋转的方向和速度来给定子供电，只要蒙上了，转子不就能按照我的控制来旋转了吗？所以无刷电机在低速时很难直接的控制磁极，这就造成了无刷电机在低速时非常不线性，稍微有受力，转子就会和定子的磁场位置发生错乱，造成抖动。

简单介绍后你是不是突然觉得，无刷电机这么弱智那怎么还用它呢？下面我们来分析它的优缺点吧。无刷电机的优势是，转子和定子除了轴承外没有物理连接，所以不会因为磨损过快而罢工，这就让它在寿命和维护成本上有很大优势。但缺点也比较明显，因为转子上固定的是磁铁，磁铁的重量导致无刷电机转速一旦超过额定便会爆炸（离心力把磁铁甩出去）。不过别担心，一般电动车上的电压都是计算好的，不会超出电机的极限转速。

既然无刷电机低速不线性，怎么办呢。聪明的发明家们想到了一个办法，既然不知道转子位置的话，我们知道不就好了，这样无刷电机（有感）出现了。

无刷有感电机，下面白色接口插感应线的

我们在定子之间插上感应器不就解决这个问题了吗？感应到转子的磁极后再精准的给特定的两个定子供电，这样就解决低速不线性的问题了。不过虽然问题解决了，但是新的问题也来了。首先是造价，加入更多的电子元件，成本升高自然不能避免；第二点是耐用程度，同样是因为电子元件的加入，它的耐受程度，或者说是在严酷环境的工作的能力会有所下降。最后是工作温度，因为感应线的加入，负责计算感应信息的电子调速器增加了一项严峻的工作，当转速高达上万转的时候，调速器则要应对庞大的电流信号，这让工作温度会急速升高，就跟电脑上的CPU一样，所以相应的支持有感应功能的电子调速器也会更精贵。

看了这篇文章后你是不是对我们日常生活能接触到的电机有了一定了解了呢。如果你把这篇枯燥的科普贴看完了我想你肯定又多了一项在女友面前炫耀的资本。我们，今天只是把其中的一电有了简单的了解，我们下期“三电”科普文章再来看看电调是什么。