随着互联网造车对高性能电动车的推动,电动车已经从早期的“老年代步车”路线,向高性能豪车方向发展。而为了兼顾性能和电耗,就不得不在构型和设计上面下功夫。基础知识普及—燃油车和电动车都有本难念的经
为什么燃油车百公里加速数据很难达到顶尖水平?--因为发动机低速度段差。发动机的特性图如下图所示,低速扭矩太小,虽然可以通过变速箱把高速段的扭矩给匹配到最大扭矩点,但是低速这一段低扭矩是无论如何也回避不掉的。
发动机外特性示例
为什么电机的80km以上加速很弱?--因为电机的高速段特性比较差。如下图所示,电机在低转速有最大扭矩,而随着转速的增大扭矩降低也很快,高速维持车辆速度需要的扭矩很大,所以高速的加速性能会尤其差。考虑到一般电动车不加变速箱,一般在车速过了100km/h后的加速性能会比较差。
那么,如何改变电动车的这种低速龙高速虫的特性呢?有几种方法:
使用大功率感应电机,降维攻击--感应电机可以瞬间爆发出非常大的扭矩,就算高速相对速度弱一些,但耐不住基数大所以高速体验也不算弱,比如特斯拉走的就是这样的路线。
这种思路就是,把勇士的库里拉来,就算跟我们校队的中锋比内线技术,应该也是库里厉害点。
而感应电机的瞬态大,持续挫的特点也适合一般驾驶中的,只有超车时候深踩下油门,大部分时间都在打酱油这个特点,可以说天生适应车用。
但是,感应电机有个致命的弱点,就是效率很难做上去,一直要比永磁电机的效率低。
所以,特斯拉堆完了大功率电机后开始堆电池,不然就要被用户怼续航了。
增加换挡机构--换挡是个好办法,可以改变速比,从而在二档的时候,“加长”电机的最大扭矩区域。但是换挡机构复杂,且会造成动力中断和驾驶不平顺性。
使用性能曲线不同的多个电机--如果用两个电机,一个低速出力,一个高速加码,岂不是能够兼顾高低速?例如图示的,电机1低速很牛,高速下降明显,而电机2则基本保持最高扭矩不变。这样,在高速区域,有电机2的助力,会有效平滑高速加速难的问题。
这里可能大家会担心多电机协同工作的问题,其实这个从物理原理上并不难,比如下图这种SS4电力机车多机重连已经是非常成熟的应用。
如果使用这种方法有一个缺点,多个电机如果一直无法脱开,会效率损失。因为不是一直都有需要加速的工况,所以大部分情况下一个电机的功率就完全满足需求