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有個問題想不明白,油車輕松壓著140km/h跑,電車為啥不行?

2023-02-07汽車

根本原因是同步電機高速時會弱磁控制,弱磁控制會導致:1、產生大量的無功也就是發熱;2、效率非常低。所以純電一般不推薦你跑高速。

電車用的是電機驅動+同步電機的配置,同步電機控制中有一個弱磁特性,電機驅動輸出電壓是有上限的,隨著同步電機轉速提高,其反電動勢到達驅動輸出的上限時,若不切換控制方式,會導致無法維持當前的扭矩也就是出不了力。

弱磁控制的本質就是在電壓被限制時,透過提高輸出電流來維持轉速和轉矩,舉例如下圖:

同步電機弱磁控制過程

上圖就是經典的同步電機弱磁控制過程,圖中輸出負載也就是扭矩是恒定的,在母線電壓高於288V(高於當前轉速對應的電機反電動勢)時,轉速和電流能穩定控制的,一旦轉速過高或者電壓不足,想維持對應的扭矩,就需要提高電流,如果電流也到上限了,再想維持扭矩,就只能降速了。

扯遠了,主要是想科普一下弱磁這個概念,我們所處的變頻器行業,用的同步電機規格和技術基本都是車用電機共享過來的,所以也和電機方面的專家探討過這個問題,不討論變速策略的情況,假設車用電機額定轉速規格2000rpm,國內一般按照120Km/h定標,國外可能更高點(如何定標此處存疑未考證,我也沒怎麽開車上過路),按照這個邏輯,車廠大機率就會選一款 車速120Km/h電機轉速剛好2000rpm 的電機,如果這時跑140km/h的高速,轉速超過電機額定時根據電機特性就更可能進弱磁控制。進入弱磁後,就和上面分析的一樣電流提高,無功提高,就會出現系統發熱嚴重、耗電嚴重的情況。如果按額定工況執行95%效率的話,進入弱磁效率可能只能維持70%~80%,時間更長,隨著電量降低,效率會跌到40%都有可能。

以上就是題中說電車為啥高速不行的由來,在驅動控制極限降本的策略下,整車廠選擇一款無限接近定標標準、不留裕量的電機,才在成本上是最佳的考量