PART1：你不知道的电机

电机的奥秘 柳怪

电机对于新能源车来说，就好比发动机之于传统汽车……对于发动机，我们已经研究了好几十年，但新能源车的电机你懂吗？接下来，就让我们一起“理科生”一下，一同掀开电机的神秘面纱！

电机的分类

相比传统汽/柴油发动机那几个有限的种类，电机家族的组成和分类方式足够让人眼花缭乱。比如说，如果用工作电源划分可分为直流电机和交流电机;按结构和工作原理又可分为异步电机和同步电机;按用途划分，可分为驱动用电机和控制用电机。

以上各大类又能分为数个子类别，比如直流电机按结构又可分为有刷直流电机和无刷直流电机，而有刷直流电机可分为永磁直流电机和电磁直流电机;控制电机亦有伺服电机和步进电机之分…….

听起来让人很头疼？没关系，虽然电机家族如此庞大，但与汽车驱动相关的电机目前主流只有两种：异步电机（也叫感应电机）和永磁同步电机。哦！对了！还有一种轮毂电机，但目前轮毂电机的商业化还较为遥远，在此先暂不讨论！

皮实耐用功率大，精致复杂效率高

感应电机就是咱们经常说的交流异步电动机，它是一种由定子绕组之后形成的旋转磁场与转子绕组中感应电流磁场互相发生物理作用之后产生电磁转矩驱动带动转子旋转的一种电动机类型，它由转子、定子、冷却系统和外壳组成，它的内部结构与外形结构与我们小时候玩的四驱车电动机相似（相似但不同）。由于感应电机的转子总是在“追赶”定子中旋转的磁场的转速，转子的转速总是要比磁场的转速慢一点，也就是异步运行，并且转子本身也会产生感应电流，这就是为何叫做异步电机或是感应电机的来历。

正是因为这个原因，感应电机在控制起来会稍微复杂一点，效率尤其是在低速运转下会比永磁同步电机稍低。同时由于感应电流的存在，转子的散热要求也相对较高，需要更加高效、复杂的散热系统。但感应电机也有它的优势，它的结构相对简单、可靠性高、过载能力强、皮实耐用，更容易获得较大功率！

而永磁同步电机的结构和材料就更为复杂一些。所谓永磁，就是在制造转子时加入永磁体，因此转子的转速与定子的旋转磁场转速始终保持同步，因此叫做永磁同步电机。

由于这种电机的转子体积更小且没有转速差，而且永磁同步电机的转子不会有感应电流，效率更高、散热更方便、体积更小，转速控制起来也会更容易，所以目前很受车厂青睐。但为了保证永磁体的性能和稳定性，永磁体需加入稀土元素，因此制造的成本会更高，且因为结构更精致复杂，在极端环境下可能不如感应电机耐操！

欧美车厂往往更喜欢使用感应电机，因为它的结构相对简单、可靠性高、过载能力强、皮实耐用，更容易获得较大功率！

欧美车厂往往更喜欢使用感应电机，因为它的结构相对简单?、可靠性高、过载能力强、皮实耐用，更容易获得较大功率！

电机形式只是决定新能源车综合性能的其中一环，电池、控制系统也会影响一台车的动力、续航……等表现。

电机形式只是决定新能源车综合性能的其中一环，电池、控制系统也会影响一台车的动力、续航……等表现。

北美偏爱感应，中日喜欢同步

比较关注新能源汽车技术讯息的粉丝们可能会有这么一个印象：欧美车厂比较喜欢使用感应电机，而国内及日本大多数厂家喜欢采用永磁同步电机……

來自大洋彼岸的特斯拉就是最好的例子，其旗下的Model S与Model X都采用了感应电机;但国内，只有蔚来ES8与江铃E200S这两款车同样搭载感应电机。除此之外，包括比亚迪秦/宋EV、吉利帝豪EV、荣威ERX5、前途K50等绝大部分纯电动车都是搭载永磁同步电机，而包括日产聆风以及两田的那一堆Hybrid车型，也都是使用永磁同步电机。

为什么呢？我们都知道，尼古拉·特斯拉作为电力祖师爷级别人物，发明了三相交流电（动力电）与三相交流异步电机，特斯拉以此作为品牌名，除了向这位杰出的科学家致敬之外，也因为其初创团队本来就是研发感应电机出身。再加上特斯拉的首款产品是以莲花为蓝本的电动跑车，自然就选择了功率更大、扭矩更强的感应电机。

当然，永磁同步电机目前能占据大半壁江山的原因也很简单，在大体相同的技术水平下，永磁同步电机除了成本较高之外，无论体积重量还是效率，都比感应电机表现要好，从而可以提高能源效率、增加续航里程，这无疑直击当下纯电动车的最大痛点。同时，永磁同步电机在瞬态条件下仍然可以保证95%左右较高效率，加上体积小，重量轻，因此适用于频繁启停的工况以及较小的乘用车布置空间。此外，永磁电机不需要感应电机那般的要有高效和复杂的冷却系统，也有利于整车的设计制造。

此外，制造永磁体所需的钕铁硼等永磁材料是重要的稀土资源，而中国则是稀土资源最丰富的国家，占据了全球超过70%的稀土资源;日本则是稀土产业的大国，拥有丰富的稀土冶炼加工经验及技术。所以，不用发愁稀土资源的中、日，自然也就更青睐体积重量更小、效率更高的永磁同步电机，虽然永磁同步电机的成本会比感应电机更高一些，但在庞大的电池成本面前简直不值一提！

瑜亮之争or互补共生

不过，就如同粗糙的多连杆不一定比精心调校的麦弗逊更优秀一样，感应电机与永磁同步电机其实也并无绝对的优劣之分;而且除了电机本身的特性以外，电池、电池的BMS系统、电控系统也是影响整个动力单元最终表现的重要因素。

比如凭借多年的研发以及出色的BMS系统，特斯拉也足以克服感应电机的种种限制，不仅功率、扭矩以及特斯拉车型的百公里加速时间傲视群雄，在感应电机不太有优势的能效方面也取得了长足的进步，在百公里能耗這一指标上，并不逊色于使用永磁同步电机的对手，加上出色的BMS与大容量的电池组，特斯拉依然在续航里程上有相当的优势。不过，由于成本与续航里程的种种考虑，特斯拉最新的车型Model 3还是舍弃了感应电机而转投永磁同步电机的怀抱。

当然，对于双电机或是多电机的车型来说，目前更先进的一种方式是将感应电机与永磁同步电机结合使用，比如荣威的Marvel X以及蔚来的ES6性能版。以蔚来ES6性能版为例，采用前轴160kW永磁同步电机与后轴240kW感应电机的组合，日常巡航以永磁同步电机为主，起步或急加速则以功率更大的感应电机为主，不仅发挥了永磁同步电机效率高与感应电机大功率的优势，同时由于感应电机没有永磁体，在“空转”时并不会耗费能量，以“前同步、后感应”配置的ES6性能版为例，其续航里程不仅较兄长ES8大大增加，甚至比前后160kW同步电机的ES6基准板的续航里程还要多了20km！

那么，感应电机与永磁同步电机是瑜亮之争吗？其实，在我们看来它们更像是互补共生。孰优孰劣其实无法定论，但有一点可以肯定：相比于数十年几乎不变的内燃机时代，进入电气时代后汽车技术的发展速度与迭代频率明显更加快。除了感应电机与永磁同步电机，前面提到过的轮毂电机，又或是广泛用于商用车上的开关磁阻电机也在快速发展，谁也不知道下一次颠覆会何时到来？

正因为在电机的世界里有这么多学问，有这么多可以玩转的空间，这期我们就先来为大家分析一下电机数量与车辆操控、动力性能的关系，让您了解以往不可能出现在传统燃油车上的配置学问，如今在新能源车圈也成了一门显学！

PART2：电机数量与操控的关系

化被动为主动 陈政义 严绍健 涂纯明

是的！我们知道，跟新能源车就应该谈省油环保，就好像一百多年前汽车刚诞生时，我们应该跟它谈发动机好不好启动。

但谁又知道，后来汽车成了人们追求驾驶乐趣的谈资，新能源车又何尝不能？而且有意思的是，以往车厂工程师是用底盘、悬挂、ESP……来被动调整车辆的操控特性;新能源车，或许可以直接从动力的源头——电机调校！

单电机的操控

示范案例：BYD秦Pro DM Key Point：混动好？纯电好？

市场上采用单电机驱动的新能源车很多，为何我们会选择比亚迪秦Pro DM来作测试呢？

答案可能要先从“DM”这两个字说起——稍微了解比亚迪的朋友可能都知道，这家自主车企的背后是有电池工厂撑腰的，也因此它也是国内较早发展新能源车的代表，早在大约10年前就已经推出了F3DM混合动力车型，那时的“DM”采用的是比亚迪第一代技术，但如今的秦Pro DM采用的已经是第三代技术，其中包括1.5L排量涡轮增压BYD476ZQA发动机+6速双离合6HDT35变速箱，以及一台110kW最大输出功率的电机，以上部份和前代秦DM使用的第二代DM技术基本相同，但第三代比较特别的就是另外加了一台BS@发电机，打开秦Pro DM发动机舱内的塑料护盖，便可很明显看到这车的变速箱后上方多了一块不小的金属物体，并有三根0号粗的电线与电机控制器相连，这就是BSG了，它能让这车的续航里程更长，并且动力不随电量消耗而减退，确实是环保大势之下的精彩之作。

但，加了BSG与林林总总的电力部件，会不会影响秦Pro DM的操控性呢？这是我们选择秦ProDM来作测试的主要原因，而经过一番体验，笔者发现车头沉重确实是这车在操控上不可回避的小弱点，就算重量不轻的T型电池就在底盘下方，另外还有一个12V蓄电池安装在车尾厢，也改变不了秦ProDM高速过弯时推头，以及车头指向稍微跟不上方向盘动作的现实。这里特别强调，电池安装在底盘只是为这车提供了拉低车身重心，令其过弯时比较稳定的效果，对于过弯时车身惯性移动这件事，车头重就是重，没法因此改变物理特性！

经过数年，比亚迪早已经有了不同的动力单元技术，包括“TID”——缸内直喷涡轮增压发动机与双离合变速箱，并且DM混合动力也已经进化到第三代系统……那……如今的比亚迪秦Pro DM，开起来是如何的呢？

首先来说说第三代DM与以往有何不同吧！第一代应用于F3 DM身上的DM系统其实已经与常见的混动系统略有不同，顾名思义DM（Dual Mode双模式）除了三缸1.0L发动机之外还配置了一台驱动电机、一台主要用于发电的发电机，在正常使用下问题不大，但一旦电池电量不足，离合器会断开发动机与变速箱的输出连结，让发动机专注带动发电机为驱动电机供电，并且想办法给电池充电，说简单点就是类似“增程式”运作模式，但如此七折八扣下来驱动电机的输出功率弱到爆，带动车子慢如牛。后来第二代DM出现，比较大的优势就是有了1.5TID这套动力系统加入，同时驱动电机也升级为110kW输出的机型，无论用哪种方式驱动车辆都不会乏力，并且这套系统还能确保发动机为电力系统充电时不断开输出，故而解决了动力不足的问题，甚至搭载此系统的上一代秦DM还标榜0～100km/h加速只要5.9s。不过，第二代DM系统算是比较特别的，它采用的是充电与驱动两用电机，当电池电量匮乏时，发动机既要充电又要驱动车辆是费劲的，并且低转扭矩会被影响。

第三代DM等于拾回部分第一代的设计理念，为整套动力系统加上一台BSG充电电机，这台电机充电效率更高，而且在电池低电量时控制系统会灵活调配是使用驱动电机输出还是发动机输出，更多让电机负责在车辆低速条件下发力，就避免了双离合在低车速下可能出现的蠕动等问题。是故，当我驾驶这台秦Pro DM时，首先第一个感觉就是，你如果不跟我说它搭载双离合变速箱，我真的感受不太到有变速箱的存在，起步时就是那种很顺、很滑，一如既往电动车加速的感觉，同时，我也感觉不太到那5.9s加速该有的猛爆动力，why？

试了EV、HEV、ECO、Sport四种驾驶模式，基本来说，秦Pro DM在30km/h以下车速的加速感都差不多，油门踏板踩下要稍等一会儿，动力才会轻柔和缓的释放出来。但当车速已经跑起来之后再把油门深踩下去，这时的感觉就很不一样了一一在Sport模式之下，发动机会很快的被唤醒加入动力系统发力，车辆的加速感忽然從小绵羊变成猛狮，让我感觉这才真的是“5.9s”该有的样子。

对于像秦Pro DM这样的车来说，单电机的存在不仅在于环保节能、提升动力性能，更有甚者可以作为传统燃油动力的补充，很好的弥补发动机先天不足的低转扭矩，或是掩盖变速箱换挡不够顺畅的脾性。比亚迪的第三代DM已经能够很好的把电机的优势发挥出来，与发动机做到琴瑟和鸣，但唯一不足的就是在车辆静止时第一次踩下油门起步，动力反应不太跟脚，力量发放要延迟个1秒左右，如果能把这个小脾性给解决了会更臻完美！

双电机有多强？

示范案例：TESLA M0del S 100D

0～100km，h加速：4.3s

100D、P100D……，不管Model S还是ModelX，我们都习惯了这样称呼特斯拉的车型，但是否每个人都知道“D”代表什么？其实这个字母是“Dual Motors”的缩写，直接翻译过来就是双电机。在旧款的Model S中曾出现过60、70、75等型号，意味着它们都是只有一台电机的后驱车型。目前国内所有在售的特斯拉都带“D”，即前轴后轴各由一台电动机驱动，除了会影响车辆的操控，还会对性能有什么影响？

在后轴主电机的基础上，前轴加入一个功率稍低的副电机，一个最显而易见的好处就是令车辆的性能大大提高。以Model S为例，单电机后驱的75电机最大功率285kW、最大扭矩440Nm，而75D最大功率提升至386kW（但实际输出的功率并不是两个电机最大功率的简单相加，必须考虑到电池很难稳定输出如此大的能量，最大功率只是电机单独运行时输出的功率总和）、最大扭矩提升至525Nm，通过两台电机共同输出强大的扭矩，百公里加速时间也从5.8秒减少至5.4秒。至于P100D就更疯狂了，官方2.7秒的百公里加速成绩、轻松超过一个G的加速度，足以让普通人瞬间头晕目眩，相信有关那车弹射起步的视频很多人都看过，笔者在此就不多费笔墨形容了。

虽然笔者这次试驾的是Model S 100D，但4.3秒的破百时间已经能让很多第一次乘坐特斯拉的人直冒冷汗，以往只能在游乐场过山车上才能体验到的瞬间蹦出去的刺激感，现在只是一脚“电门”的事，并且由于静谧的电动车没有发动机声浪的铺垫，感觉更容易让人措手不及。但女司机们也不用小心翼翼应付IOOD，因为这车也是能收能放的友好型怪物，像许多新世代超跑那样都能轻松驾驭！

另一方面，追求强大的加速性能并不是“简单粗暴”就完事了，还需要和汽油车的四驱系统一样通过一个智能控制系统分配前后电机的输出功率和扭矩，不只是让它们自顾自的工作。在急加速的时候，车辆的重心会转移至后部，前轮的附着力会相应降低，因此100D的控制系统会很聪明的知道前轴的电机必须降低扭矩输出，防止前轮出现打滑;而负载增加的后轴会得到更多的动力，负责主要驱动，因此整体测试下来，我可以感觉特斯拉100D前副后主的电机布局十分合理。更厉害的是，在车辆减速时这种运作方式会反过来思维，给予前轴电机接受更多反相扭矩和功率的任务，提高能量回收效率。

想必大家还记得数月前《汽车杂志》曾经有关于四轮驱动的专题，里面介绍了除了轮毂电机的方案以外，前后轴双电机能让电动车不用中央传动轴也能实现四轮驱动的效果，行驶在条件比较复杂的路面时，系统也需要根据路面状况调整前后轴的输出，同样是为了防止车轮打滑，维持车辆的稳定行驶与安全，所以，双电机的作用其实不仅在于动力性能范畴，它也能让刹车减速时的能量回收效率更高，应对各种地形与驾驶条件给出更好驾驶可靠度，这是双电机相对于单电机存在的全面意义。当然，不可否认的是，两台电机共处一车，还要让它们很聪明的协同工作，涉及的开发与制造成本肯定更高，所以目前配置有双电机的车多数价位在几十万到上百万元区间，或许用俗气一点的方式来比喻，就是价格至少是单电机车的一倍以上吧！

三电机有多强

示范案例：Acura NSX

0～100km，h加速：3.0s

初代NSX停产十多年后，这个伟大的名字有了新的继承者，但新NSX已然并非只有VTEC与铝合金车身，极度接近赛车一般的设定而已，它还武装上了各种现代黑科技与混合动力系统，尤其是对Acura的独门秘籍SH-AWD也有了新的注释。

Sport Hybrid SH-AWD的核心是3 5L双涡轮增压发动机，虽然跟特斯拉100D类似前后轴上都布置有电机，但NSX总共拥有3副电动机，分别是最大输出功率35kW的后轴电机，位于发动机和变速箱之间，可以直接向后轴输出动力;以及前轴上两个功率各为26kW的电机，它们各自负责驱动前面两个车轮，除了在加速过程中为前轮提供动力外，还负责在弯道中分配前左右轮的扭矩输出。

新世代NSX兼具美国跑车一般的舒适与日本跑车的细腻，多种模式让NSX既可以极其舒适安静，也能下赛道去狂野。为了权衡车重与电力的辅助性能，NSX无法搭载更大号的电机与电池，目前搭载的这套快充系统无时无刻都在為电池储备能量，只为在全力冲刺与出弯加速时可以发挥120%的潜力。NSX有当今最先进的三电机四轮驱动油电混合系统，你当然可以拿918 Spyder或是LaFerrari来跟它比较说事，但应该先看看价格！NSX的瞬间加速反应与转弯的能力完全有条件与上面的天王级超跑平起平坐，纽北跑出7分36秒也不是瞎吹牛的！

调整到Sport+模式，然后把每一个转速区域的动力压榨干净，我明白买这台车将近300万元的银子确实没有白花，因为NSX单凭3.5T发动机的表现就已经足以列入当前全球最佳V6T发动机的前列，低扭饱满且跟随转速渐进爆发，高转非常积极，重点是没有涡轮动力的突兀与反应迟滞。此外，它也提供了Launch Control弹射起步功能，要玩加速同样可以像开特斯拉那样玩得很嗨，前后轮上的扭矩分配系统也很智能，确保车辆在加减速过程中都没有明显车轮打滑现象出现，输出效率都很忠实传递到路面。这时，前轮两台电机的存在意义，其实更像是协同工作的伙伴，不分你我一同输出，直到进入下个弯道时，两者再听控制系统灵活调配输出比例。

而最让我感到疑惑的是NSX在200km/h过后的表现，那时的性能基本与电机没半毛钱关系。虽然9速变速箱的齿比可以延伸200km/h过后的加速性能，但排量上的限制有可能让NSX无法像V8或V10超跑可以在250km/h路段如鱼得水。

最后，虽然Acura希望NSX可以很日常、很舒适地使用，但我想买得起NSX的车主没有人会每天拿它来上下班。NSX确实可以很舒适，但那仿佛重金求得梅西的战靴，穿着它逛街可能会让人有点感到浑身不自在。

数量是从务实到仪式感的刻划

经过测试，我们对于电机数量与车辆性能的关系有了以下总结：当下它更像是一种从务实到仪式感渐递的刻划——单电机，是当下新能源车的主流配置，诉求省电高效是其存在首要价值，当然如果真要它跑得虎虎生风也没啥问题;双电机，定位高了一个层级，对应于一些中高价位的性能车或是体重较大的大车例如蔚来ES8，是既能为产品提供耀眼动力又能确保高端定位的战略武器;三电机，目前有这般配置的车少之又少，也因此它非仅是超级性能的表征，也是一种仪式感的标定，就算我们知道电机马达其实成本并没那么贵，但像NSX这般作品就值得那个经典、顶尖的定价。

但未来的新能源车，是否一定也依照这种模式来作市场定位呢？不一定！未来如果轮毂电机普及，制造一台四电机的车也未尝不可，而且它的售价还不一定像此文介绍的代表那般高昂，因为电机能够被整合在轮毂安装，底盘方面等诸多环节的制造成本就有可能被压低……但未来，谁知道呢？

目前可以确定的是，新能源车之于动力性能的玩法已经截然不同于传统燃油动力车了，电机数量在一段时间之内，就像以往我们讨论发动机有几个汽缸一般，会在一个时代里写下属于它的定义！

THE END

仅以此文，抓住我们还有电机玩的时代

电机马达相比发动机，最大优势就是体型小、一通电就能没有迟滞开始运转，一开始运转扭矩就火力全开，也因此它可以如前文所说，被车厂很灵活的以不同数量、不同形式安装在车内，肩负起不同的工作任务。而从前述三车的测试中，我们可以发现伴随电机数量的增加，工程师可以更加灵活的透过电脑控制程序设定，让车辆动力性能提升到一定境界，甚至透过电机对不同车轮的输出分配，调整车辆行驶时的操控特性，好比NSX这么个大家伙能在纽北跑出7分36秒，还被欧洲《Sport Auto》杂志以及我们的编辑都给出不错评价，就是很好例子。

其实，这篇文章是很“反骨”的，新能源车明明是为节能环保而生，偏偏被我们拿来探讨动力性能与操控性，岂不怪哉？

不怪！因为我们怕再不聊聊新能源车的驾驶乐趣，说不定再过几年，5G时代车联网—普及之后，汽车自动驾驶时代就会很陕到来，到时……别说谈驾驶乐趣，谈驾驶恐怕都是一件奢侈的事。不过在这之前，由于新能源车市场越来越大，电机马达、电池……等部件应该会先迎来一波价格降低、技术进步的态势，幻想一下，如果未来电机马达与电池等部件价格都很便宜了，甚至轮毂电机都既省电又高效还可以轻松装上车，你可能会更轻松买到开起来有动力性能、有操控乐趣的多电机新能源车，甚至汽车改装行业还会变个方向，不改涡轮改电机，从而掀起汽车新一波玩乐风潮……

但……博弈吧！看到底是自动驾驶取代人类的驾驶乐趣先，还是我们能赶上一波把新能源车拿来玩驾驶乐趣的风潮？