荣威ER6所搭载电机电机效率达97%,转速上也提高到15000rpm

2020-7-14 10:50:04来源:第一工程机械网作者:
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在今年5月10日,荣威举办的焕新线上发布会上公布了未来荣威的“双标”战略。其中新狮标将全面布局传统燃油车型,R标则将成为荣威品牌新能源车型的独立体系。而ER6便是全新R标下的首款车型,其NEDC续航620km。值得一提的是,新车是荣威首款采用“集智设计”理念的车型,并换装了品牌全新“R”系列LOGO。据了解,新车有望在8月正式上市。

ER6所搭载电机,通过把定子绕组从4层优化到8层,优化电机定子绕组连接设计、转子拓扑电机冷却系统等技术进步,把电机效率从接近极限的96%,提高到了97%,又提高1%。

电机的功率密度提高53%,扭矩密度提高12%,超越了包括Tesla Model 3电机在内的诸多同级竞品。

除此之外,ER6电机在转速上也提高到15000rpm,这对纯电动车来说意味着什么?作为消费者,我们又能感受到什么?

1 传统发动机与电机有什么区别?

民用车上,传统发动机的可用转速一般是在700-6000rpm。本田的自然吸气发动机,把转速向上做到了7000多转,VTEC灯一亮,足以让很多本田自来粉颅内高潮了。

但即使在这个并不宽的范围内,也要面临低转速扭矩低、高转速噪音大的困扰。无法兼顾车辆从0起步加速,到120kph高速超车的各种动力需求,因此才催生了变速箱这个东西。发动机和变速箱也因此成为铁搭档。

而电机似乎天生没有这个问题,从0转速开始就能输出全部扭矩,一直到最高转速之前都能保持恒定功率输出。所以市面上99%的纯电动车,并没有配备能够换挡的变速箱。

2 如何提升电机转速?

但是随着电动车从低端发展到高端,电动车用户也有了更高的要求。用户既想要低速有强劲的加速,又想要很高的最高车速,还想要在120kph高速仍然保持有加速的动力。

如果动力源,也就是电机的转速范围不够宽,比如按照前几年的主流技术只有10000转的话,那工程师只有两个选择——

要么给一台纯电动车设计一个很大的减速齿比,这样低速加速是爽了,但是最高转速对应的车速就变低了,车辆速度一高,动力性就很差;

要么设计一个不够大的齿比,那最高车速虽然上去了,但是低速扭矩和高速扭矩都不高,低速加速一点都没有电动车利落爽快的感觉,甚至高一点的坡比如地库的出口,车辆都无法起步了。

而且这两种设计方式,最高效区间对应转速的范围也不够合理,整车能耗不能得到最好的优化。

我们搜集了近期的主流电动车参数。可以看见,在最近的几年,最高转速上升的趋势非常明显。30万以上电动车,除了特斯拉一骑绝尘,其他从12500-16000rpm都有分布。

荣威ER6采用的8层Hair-pin扁线绕组电机,实现了最高15000rpm的最高转速。并且通过合理的齿比设计,实现0-100km加速8.3s和185kph的最高车速。

3 最高车速有什么意义?

我们整理了最近三年进入工信部新能源汽车推荐目录中,纯电动车型的最高车速分布。扣除低于110kph的那些A0入门小车,可以明显看到,最高车速的分布正在快速增长。这是纯电动车朝着大型化,高级别发展的必然趋势。

可能有同学要问,我国法定限速120kph,最高车速做到180kph有什么用?这里需要介绍一个“储备功率“的概念。

储备功率

首先,最高车速提高是电机性能提升的必然现象,前面讲到了低速扭矩和最高车速的关系。在低速扭矩已经接近或超过路面附着极限时,减速齿比就没有再提高的必要了。全油门起步打滑对动力性没有提升,那么电机的剩余性能就会转移到最高车速的提升。

反过来说,最高车速高也体现了电机性能。我们平时所讲的电机峰值功率比如100kW、120kW这些参数,表明电机最高可以达到这个功率。但是由于散热等原因,实际并不能持续。然而要维持最高车速所需要的功率是很大的,所以最高车速高也说明了电机持续功率强。

另外,最高车速日常行车用不到,不代表性能不需要达到。上面提到,最高车速高是电机功率强的必然产物,日常行车实际也用不到如此大的功率,很多功率都是作为“储备“的。近80%日常工况下,电机运行功率在10kW以下。如果60km/h匀速开,电机功率仅仅6kW,120km/h匀速,电机也只要20多kW。剩下的100kW,可以提供非常充足加速或者超车动力。

储备功率就像你的存款或是资产,第一它代表了你的身价;第二,存款日常消费可能用不到,但是会在关键时刻——比如你需要买个大件,或是需要应急的时候,这时是存款发挥作用的时候。日常行驶,根据国家限速是120kph,但不代表120kph行驶时不需要加速超车。第三,储备功率并不是为了满足用户的日常需求,而是给驾驶员一种“安全感”,给人一种“随时为您效劳”的底气。

作为一款瞄准国际化设计的动力总成,兼容世界各个主要汽车市场的需求,是设计之初必须考虑到的问题。到德国的不限速的Autobahn上去开,就更能体现最高车速的意义了。

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