優(yōu)秀的電機(jī)散熱應(yīng)該是怎樣的？

電車時代，電機(jī)好壞到底該怎樣評價呢？

或許很多人會認(rèn)為，電機(jī)的種類決定了電機(jī)的好壞。

作為目前使用最多的兩種電機(jī)——永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)，雖然外界對于兩種電機(jī)種類各有看法，但其實兩者各有優(yōu)勢，并不能單純依靠種類來評價好壞。

也有人認(rèn)為電機(jī)的好壞應(yīng)當(dāng)和它的性能參數(shù)有關(guān)，比如加速、極速和電耗，不管是什么種類的電機(jī)，只要這三個參數(shù)越高，電機(jī)就越好。

但實際上，極速、加速、電耗也不能決定電機(jī)的好壞，因為在它們之后，還有一個核心要素在限制著它們的上限，導(dǎo)致電機(jī)無法做出更極致的性能。

真正評價電機(jī)好壞的核心是散熱。不管是電車的加速能力、持久的極速性能，還是經(jīng)濟(jì)的電耗水平，都離不開散熱的支持。散熱既決定了電機(jī)的上限，也決定了電機(jī)的下限。

例如永磁同步電機(jī)特別依賴散熱，因為它的轉(zhuǎn)子使用了永磁體材料，在高溫情況下，永磁體會有完全退磁的風(fēng)險，并且是不可逆的。

而交流異步電機(jī)，由于轉(zhuǎn)子使用了傳統(tǒng)的線圈繞組結(jié)構(gòu)，會導(dǎo)致它在滿負(fù)荷運(yùn)行時會散發(fā)大量的熱，過高的溫度不僅會融掉內(nèi)部的各種絕緣材料，極端的甚至還能把繞組也融掉。

因此，為了保證不過熱，很多車企都嚴(yán)格限制電機(jī)轉(zhuǎn)速，這就導(dǎo)致很多電車沒法發(fā)揮極致的加速、極速等性能；只有散熱提升，電機(jī)才有解限、以及繼續(xù)向上發(fā)展的可能。

優(yōu)秀的電機(jī)散熱應(yīng)該是怎樣的？

現(xiàn)在很多車企都在提升電機(jī)散熱能力的技術(shù)布局，把升級重點集中在了扁線電機(jī)、薄片層疊工藝、油冷系統(tǒng)方面。

扁線取代圓線

對比傳統(tǒng)的圓線電機(jī)，扁線電機(jī)不僅可以提升約10%的工作效率，散熱能力也能提升10%，可以說是全方位的提升。

圓線電機(jī)中，定子繞組由很多根圓銅線組成，對電流的分?jǐn)偰芰τ邢蓿臻g利用率并不高，進(jìn)而會放出更多熱量。

扁線繞組通過使用形似矩形的銅條，以簡單堆疊的方式徹底填滿了插槽空間，電流能夠被直徑更粗、表面積更大的扁線分?jǐn)?，從而降低發(fā)熱量。

在這方面，特斯拉的Model 3和Model Y搭載的永磁同步電機(jī)就使用了10層扁線繞組，雖然扁線繞組不一定越多越好，但在提升散熱的同時，特斯拉電耗低、極速高的優(yōu)勢，也很難說沒有這10層扁線繞組的功勞。

使用薄片層疊工藝

采用薄片層疊工藝的電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)看起來就像是把無數(shù)的黃瓜切片拼成了一個整體一樣。車企選擇把轉(zhuǎn)子切成無數(shù)薄片，在減少轉(zhuǎn)子體積的同時，減少電流回路的產(chǎn)生，薄片之間則用焊接等工藝進(jìn)行連接。

但薄片層疊工藝最大的受益者，還是鑲嵌在其中的永磁體，因為它對高溫最敏感。只要轉(zhuǎn)子的溫度得到控制，永磁體的壓力就能小很多。

這方面可以參考比亞迪的電機(jī)，除了使用薄片層疊工藝外，比亞迪甚至還在轉(zhuǎn)子薄片的制作材料中加入了少量硅，改變轉(zhuǎn)子的導(dǎo)電能力，從而控制熱量。

用油冷取代水冷

油冷能深入到水冷達(dá)不到的地方，且不導(dǎo)電不導(dǎo)磁，可以直接深入到很多水冷管道深入不到的電機(jī)內(nèi)部區(qū)域，可以大幅提升散熱能力。

在這方面，問界M5的油冷電機(jī)平均峰值溫度能降低30℃，能夠讓電機(jī)獲得更強(qiáng)的性能上限和持續(xù)能力，比如零百加速反復(fù)加速15次不衰減，長時間高速行駛更穩(wěn)定等。

總結(jié)

國內(nèi)外很多車企與電機(jī)供應(yīng)商都在圍繞散熱性能積極推進(jìn)對應(yīng)的技術(shù)與工藝，其實還有很大的優(yōu)化空間，有的已經(jīng)取得了不錯的成果，只是由于短時間內(nèi)成本無法降低，所以無法量產(chǎn)。而隨著相關(guān)技術(shù)材料、工藝成本的逐漸下降，電機(jī)的散熱性能終究是會穩(wěn)步提升的，而在徹底解除“散熱”的封印后，電機(jī)的整體性能也將真正得到質(zhì)變。

審核編輯：彭菁