技術(shù)：比亞迪新專利，可變磁通量電機(jī)，電車跑高速不再耗電

這個(gè)專利具體是什么？

優(yōu)點(diǎn)是什么，對(duì)普通用戶有什么用？

缺點(diǎn)和量產(chǎn)難點(diǎn)是什么？

專利分析

在電動(dòng)車行業(yè)里，高速能耗始終是繞不開的話題。許多車主都有類似的體驗(yàn)：市區(qū)行駛電耗不高，但一上高速，續(xù)航就像漏水的水桶，成倍下降。造成這一現(xiàn)象的根源之一，是永磁同步電機(jī)在高速區(qū)間的效率結(jié)構(gòu)性下滑。

而比亞迪新公開的“可變磁通量永磁電機(jī)”專利，則像是給傳統(tǒng)電機(jī)戴上了智能呼吸調(diào)節(jié)器，讓電機(jī)能夠在不同速度下自由調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而保持更高效率。這項(xiàng)專利的出現(xiàn)，意味著電動(dòng)車?yán)m(xù)航管理將進(jìn)入可控階段。

傳統(tǒng)永磁同步電機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度基本固定，低速大扭矩，但到高速時(shí)卻因?yàn)榇艌?chǎng)過強(qiáng)產(chǎn)生巨大的反電動(dòng)勢(shì)。電機(jī)為了維持高速轉(zhuǎn)動(dòng)，只能依靠弱磁控制強(qiáng)行壓住磁場(chǎng)，但壓得越厲害，效率掉得越快。在120km/h以上，許多電動(dòng)車的能耗飆升，正是因?yàn)殡姍C(jī)此時(shí)幾乎逆著自己的磁力工作。

可變磁通量電機(jī)的原理，就在于讓電機(jī)的磁力不再一成不變。比亞迪通過一整套可控磁通結(jié)構(gòu)，包括磁性材料可控飽和、磁路開關(guān)設(shè)計(jì)、輔助勵(lì)磁等方式，讓永磁電機(jī)的磁通強(qiáng)弱可以根據(jù)工況自動(dòng)調(diào)整，需要強(qiáng)勁扭矩時(shí)開足馬力，需要高速巡航時(shí)降低磁場(chǎng)。簡(jiǎn)單來說，這就像給電機(jī)增加了一個(gè)可變氣門，讓電機(jī)能夠像內(nèi)燃機(jī)一樣調(diào)節(jié)呼吸節(jié)奏。

低速狀態(tài)下，可變磁通電機(jī)會(huì)讓磁通更強(qiáng)，以提升起步和低速扭矩。一旦車速上升，磁通就會(huì)自動(dòng)降低，磁阻和反電動(dòng)勢(shì)都隨之減少，電機(jī)可以輕松拉到更高轉(zhuǎn)速，并保持更高的效率。

優(yōu)點(diǎn)是什么，對(duì)普通用戶有什么用？

降低磁通意味著高速時(shí)不再需要大量弱磁電流去對(duì)抗永磁體的磁力，不但減少發(fā)熱，也顯著降低能耗。因此，在高速區(qū)間，可變磁通電機(jī)能把效率從85%提升到92%-95%，這將直接拉升高速續(xù)航表現(xiàn)。假如一輛電動(dòng)車原本高速續(xù)航只有300公里，那么采用可變磁通技術(shù)后，可能可以提升到330-350公里，效果明顯，對(duì)于經(jīng)常跑高速的普通用戶來說，不再因?yàn)榈綦姷脑颉褒斔傩旭偂?，無需把車速保持在100km/h左右，長(zhǎng)途旅行在路上的時(shí)間縮短。

與業(yè)內(nèi)已有的可變磁通方案相比，比亞迪的路線更務(wù)實(shí)。例如勵(lì)磁同步電機(jī)也能實(shí)現(xiàn)磁通可變，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量更高、功率密度偏低，并且需要額外的勵(lì)磁能耗。而比亞迪這項(xiàng)專利更多是在現(xiàn)有永磁電機(jī)基礎(chǔ)上的磁路優(yōu)化，通過對(duì)磁通路徑的可控設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)磁通調(diào)節(jié)，不需要徹底重寫供應(yīng)鏈，也不需要完全改變電機(jī)架構(gòu)。

缺點(diǎn)和量產(chǎn)難點(diǎn)是什么？

然而，這項(xiàng)技術(shù)要量產(chǎn)也有挑戰(zhàn)?？勺兇磐侩姍C(jī)看起來像給永磁電機(jī)加了一個(gè)調(diào)節(jié)閥門，但這個(gè)閥門結(jié)構(gòu)復(fù)雜。首先，磁路結(jié)構(gòu)難度大幅提升，設(shè)計(jì)中必須精確模擬磁通在不同工作狀態(tài)下的走向，確保磁飽和、磁滯、溫度特性都在可控范圍內(nèi)，每一處結(jié)構(gòu)都需要重新考量。

其次，控制策略復(fù)雜度提高。磁通可變意味著電機(jī)控制器需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)磁鏈變化，并依據(jù)車速、電流、溫度等狀態(tài)不斷調(diào)整控制策略。傳統(tǒng)永磁電機(jī)的控制相對(duì)線性，但可變磁通帶來非線性變化，控制系統(tǒng)必須具備更強(qiáng)的算力和更復(fù)雜的模型。就像從一個(gè)檔位變成10AT變速箱，每一個(gè)換擋點(diǎn)都需要精準(zhǔn)控制，否則效率不升反降。

此外，可變磁通的高溫衰減、材料壽命、磁疲勞等問題都需要長(zhǎng)期驗(yàn)證。永磁體在高溫下磁性會(huì)減弱，而可變磁通結(jié)構(gòu)本身可能讓局部區(qū)域長(zhǎng)期接近磁飽和區(qū)，這對(duì)壽命提出了嚴(yán)苛要求。電機(jī)要在20萬(wàn)公里以上保持一致性能，需要大量耐久測(cè)試。

最后，成本也是必須考慮的因素。相比普通永磁電機(jī)，需要特殊材料、更高精度的制造工藝以及控制器算力。成本會(huì)上升，是否能在規(guī)?；慨a(chǎn)后平衡成本與性能，是比亞迪未來需要回答的問題。

選車偵探觀點(diǎn)：比亞迪的可變磁通量電機(jī)是創(chuàng)新設(shè)計(jì)，讓永磁電機(jī)從固定磁力走向智能磁力，一方面提升電動(dòng)車的高速續(xù)航表現(xiàn)，一方面增加性能上限。就像從傳統(tǒng)的固定齒比變成了自動(dòng)變速箱，短板是工藝、壽命、成本等需要考慮，大家覺得這項(xiàng)新技術(shù)怎么樣？歡迎討論。