如何看待用洗衣机电机驱动的跑车？

初看此题，第一反应是： 莫非海尔也要造车 ？

横跨行业而都做到顶尖的故事，不乏先例 。例如曾统治手机行业的诺基亚木材加工厂，后来被冠以「技术之本田」荣誉称号的活塞环厂，等等。作为课题习题：还有一家在汽车核心零部件产业拥有统治力的厨具制造商，大家猜猜是谁？

当年以砸冰箱来强调质量至上的海尔，如今已经做到了家电行业的顶尖，那么 它是否真的有进军汽车行业的想法呢 ？

咱们先分析一下洗衣机驱动赛车的事件本身吧。

洗衣机驱动赛车，能跑多快？

从公开信息得知：车重600kg，使用的是斐雪派克(Fisher&Paykel)直驱电机，功率660W，扭矩45Nm。根据汽车动力学方程：

F_{d}=m_{1}\frac{dv}{dt}+m_{2}gsin\alpha+m_{2}gf cos\alpha+\frac{C_{D}A\rho v^{2}}{2}

考虑平地，没坡度，划掉第2项；车速估计快不哪去，忽略第4项；再两边同时乘以速度，就变得简单啦：

F_{d}v=m_{2}gf v=660

既然是赛车，轮胎、路面条件应该还可以，就以摩阻f=0.015来算吧。这样可以算出来： 只装一个电机时，最高时速差不多为27km/h

毕竟电机功率才660W，车速较低也情有可源。与之相比，特斯拉Model 3使用的电机功率是300kW，足足大了500倍。

看来， 如果要真枪实弹地上赛道的话，一个斐雪派克直驱电机不够，得多装几个 。

从上述分析来看， 海尔并不是计划造车，而是想突出一下斐雪派克直驱电机的优点 。那么，这个电机有何特别呢？

海尔的直驱电机，有何特别？

如果对电动汽车感兴趣，应该对汽车行业常用的两种电机比较感兴趣： 永磁同步电机(PMSM: Permanent Magnet Synchronous Motor) 与 交流感应电机(IM: Induction Motor) 。

最初主要是特斯拉与蔚来汽车使用IM，除此之外的国内电动汽车，全部使用PM，就像苹果与安卓一样，俨然是分成了两大阵营。后来大家发现对立不如融合，特斯拉最新车型Model 3与蔚来最新车型ES6，都是同时使用了PM与IM。

除了PM与IM之外，在电动汽车发展的更早期，有学者 ^[1] 还考察了 直流电机 与 开关磁阻电机( SRD:Switched Reluctance Drive ) 的应用潜力，主要特征如下表所示：

只要知道海尔电机属于哪一类，就可以大体判断出来，它是否适合用来驱动赛车了。

那么问题来了， 斐雪派克直驱电机属于哪一类呢 ？从名字来看，既看不出是永磁还是励磁，也看不出是直流还是交流……

别慌，我们可以找到斐雪派克官网 ^[2] ，到达产品手册这一栏。根据45Nm扭矩这一指标，很容易找到使用的电机型号是MB 45T

下载产品手册，电机的结构图画得清晰美观：

从产品手册中得知，这是三相永磁电机，有36个转子磁极(rotor poles)和27个定子线圈(stator poles)，最高转速1400rpm，最高效率79%。

电机采用的驱动控制方法是无传感器的 矢量控制 (Vector sensorless control)。

矢量控制是蕴含着人类智慧结晶、体现着化繁为简精神的一种控制方法。简单来说：

1. 定子有个磁场，转子也有个磁场；
2. 电机要想转起来，就是控制电场控制磁场的变化，吸引另外一个磁场，链条就是 电流 → 磁场 → 力 → 转矩 → 速度 ；
3. 难度在于，就像追女生一样，俩磁场靠太近了没吸引力，离太远了没吸引力，再加上转速这么快真的很难控制……
4. 1970年左右达姆施塔特工业大学与西门子提出了Park变换，一下子化繁为简了，世界清净啦！

有个描述Park变换的图不错 ^[3] ：

好吧，我承认几句话也很难讲出其中的精妙之处。如果有兴趣，推荐大家去读一下这篇非常代表早期知乎精神的回答：

总而言之，海尔洗衣机用的 斐雪派克直驱电机， 与电动汽车行业常说的 永磁同步电机(PMSM) 是极其相似的。特点是： 效率高(省电)、功率密度高(小体积大动力)、可靠性高 。当然， 成本也高 。

用直驱电机造洗衣机，是「大炮打蚊子」吗？

即便在对电机综合性能要求最高的汽车行业， PM电机在控制方法方面，非常精妙且具有艺术感，也为它带了很大的优势：功率密度、效率、可靠性方面都是佼佼者 。就连一开始选择了IM电机路线的特斯拉与蔚来汽车，从去年也开始的其最新车型Model 3与ES6上启用PM电机。

那么问题来了， 斐雪派克直驱电机 与车用PM电机极其相似，是「 大炮打蚊子 」吗？有必要吗？就像全铝车身的汽车不一定更好一样， 为科技感而硬上科技的事情，要不得 。

调查发现，在海尔2012年收购斐雪派克，将直驱电机用到洗衣机上之前，国内大部分洗衣机都用的单相串励电机+皮带传动 ^{[4] [5]} 。 为两种电机做个对比：

从上述三点来看， 费雪派克直驱电机(或者说车用PM电机) 的优势， 无论是在洗衣机上，还是在电动汽车上，都能得到恰如其分的体现，并不是大炮打蚊子 。

海尔的「疯狂实验室」节目，应如何看待？

作为家电巨头，海尔能够拥抱时代变化，一改伟光正但枯躁乏味的广告形式，做一些喜闻乐见的内容形式，个人觉得 这种态度还是值得称赞的 ； 用洗衣机来驱动赛车这种脑洞选题，也是非常有创意，投入估计也不小 。

但是，这个视频呈现得也太太太简单了吧： 我们计划用洗衣机电机驱动赛车 → 我们做到了 → 咱们下期见 。额，没有策划一点戏剧性的吗？

我搜索「海尔疯狂实验室」，发现视频做了不止一期。每期选题都挺有意思，但在戏剧表达上都很平淡： 我们要做啥 → 我们到了 → 咱们下期见 。

例如这期： 生撕海尔激光焊接内筒的2辆越野车：完败！

其实， 如果能在戏剧性上仔细策划，应该能获得好上百倍的效果 。

就比如说，用洗衣机电机驱动赛车这个创意，其实不比 「办公室小野饮水机煮火锅」 差。但从效果上来说，「办公室小野」凭借办公室 拘谨压抑的环境和不羁狂放的创意形成的反差 戏剧感，让她在Youtube上完成了华人圈数一数二的世界级传播。

参考

1. ^ 杨国良．电动车电机驱动控制技术的研究现状及其发展趋势．实验室研究与探 索，2005，24(11)：19~22．
2. ^ 斐雪派克官网 https://www.fisherpaykeltechnologies.com/products/direct-drive-motors/
3. ^http://blog.sina.com.cn/s/blog_14b4f01c60102xclk.html
4. ^http://washer.cheaa.com/2018/0711/539090.shtml
5. ^https://www.zhihu.com/question/336213644/answer/759417710
6. ^https://wenku.baidu.com/view/c7e819785acfa1c7aa00ccab.html