雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)+“暗物質(zhì)”電機(jī)組成

瑞典精品汽車制造商柯尼塞格最近推出了其Gemera超級(jí)跑車的生產(chǎn)版本。新車型將搭載一臺(tái)5.0T V8雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)+“暗物質(zhì)”電機(jī)組成，系統(tǒng)功率2300匹馬力，峰值扭矩2750Nm，匹配9速LSTT專用變速箱。

作為參考，特斯拉Model S P版三電機(jī)共輸出1020匹馬力，柯尼賽格一個(gè)電機(jī)就能提供800匹。?

新車售價(jià)400萬美元，折合人民幣2900萬元。

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當(dāng)前主流電機(jī)：徑向磁通電機(jī)

大多數(shù)電動(dòng)汽車采用徑向磁通電機(jī)，這種磁通垂直于旋轉(zhuǎn)軸，定子上裝有極性交替的電磁線圈，轉(zhuǎn)子與這種交變磁場(chǎng)相互作用。因此它可以旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生扭矩。這是一種非常簡單但有效的電機(jī)設(shè)計(jì)?？梢钥焖僦圃鞂訅翰牧?。這種類型的電機(jī)可以以相對(duì)較低的成本生產(chǎn)。

02#

軸向磁通電機(jī)

有一些新興的電機(jī)設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)更高的最終性能，其中之一是軸向電機(jī)。這可以產(chǎn)生平行于旋轉(zhuǎn)軸的磁通量。理論上，這是一種更高效的設(shè)計(jì)，但是轉(zhuǎn)子和定子之間存在非常高的磁力，因此保持均勻的氣隙非常重要，但這也可能讓制造更棘手。

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更高的公差和散熱要求

線圈繞組也位于定子和轉(zhuǎn)子之間。意味著這種電機(jī)很難冷卻。而且軸向電機(jī)因?yàn)樯婕案鼜?qiáng)的磁通量，所以需要的公差更高。當(dāng)前的制造技術(shù)尚未發(fā)展到使該電機(jī)具有成本效益的程度。

04#

巨大的空間節(jié)省+扭矩密度提升

現(xiàn)在，我們開始看到幾家公司正在尋求制造軸向磁通電機(jī)。Yasa絕對(duì)是這方面的先驅(qū)之一。它們的無軛變體軸向磁通電機(jī)，每公斤可產(chǎn)生約10千瓦的功率，每分鐘轉(zhuǎn)速高達(dá) 9000轉(zhuǎn)。上圖右面是典型的徑向磁通電機(jī)。它大有400Nm的扭矩，大約有50公斤，里面大概有25到30公斤的鐵。左邊是同等功率的軸向磁通電機(jī)。其直徑類似，但長度只有六分之一，節(jié)省了巨大的空間，還將扭矩密度提高了四倍。

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無軛設(shè)計(jì)簡化繞組制造

無軛設(shè)計(jì)意味著該定子由未連接到任何背鐵的單獨(dú)齒制成，然后將磁鐵放置在轉(zhuǎn)子的頂部和底部，該磁鐵與每個(gè)單獨(dú)部分產(chǎn)生的磁通相互作用。這意味著它的重量更輕 可以產(chǎn)生更大的扭矩，但更重要的是，它更容易制造繞組。這也許就是許多公司轉(zhuǎn)向無軛軸向磁通設(shè)計(jì)的原因。

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暗物質(zhì)電機(jī)：徑向和軸向的混合體

柯尼塞格的暗物質(zhì)電機(jī)是介于徑向和軸向之間的混合體。據(jù)稱，他們相對(duì)于定子的體積增加了轉(zhuǎn)子直徑，以接受額外的磁通。許多人質(zhì)疑為什么要采用徑向磁通電機(jī)并將其納入高級(jí)類型的體積設(shè)計(jì)中？這個(gè)問題的答案也許取決于線圈的形狀，有人猜測(cè)這個(gè)線圈更像是U形的 纏繞在轉(zhuǎn)子上。

這臺(tái)電機(jī)似乎被鍛造的碳纖維包裹著，重量不到40公斤。柯尼塞格聲稱它能產(chǎn)生800馬力和922磅英尺的扭矩。這大約是600千瓦，這個(gè)數(shù)字對(duì)我們的目的更有用。由于我們知道Gemera的工作電壓為800伏，因此需要750安培的電流才能產(chǎn)生峰值功率。這是一個(gè)很大的電流。

這就是六相電機(jī)的細(xì)節(jié)。在大多數(shù)情況下，六相電機(jī)實(shí)際上是兩個(gè)三相電機(jī)合一運(yùn)行。它允許更有效地分配更高的電流，從而避免過多的熱量積聚。

柯尼塞格Gemera揭秘視頻中簡要介紹了六個(gè)階段的細(xì)節(jié)。汽車中幾乎所有的電動(dòng)機(jī)都使用三相運(yùn)行。例如，柯尼塞格的功率較小的“Quark”電動(dòng)機(jī)是三相的。相只是一組纏繞的銅線圈，在定子中形成電磁鐵。三相電機(jī)可能只有三個(gè)線圈或33個(gè)，這取決于電機(jī)設(shè)計(jì)者想要什么。六到九個(gè)線圈是非常典型的汽車徑向磁通。

在永磁電機(jī)和其他類型的電機(jī)中，三個(gè)是實(shí)用電機(jī)設(shè)計(jì)所需的最小值。添加更多的階段并不一定有什么大的優(yōu)勢(shì)，除非你有一個(gè)特定的用例。在柯尼塞格的案例中，有六個(gè)相位很可能有效地轉(zhuǎn)化為兩個(gè)電機(jī)共享一個(gè)案例。然而，在沒有看到內(nèi)部的情況下，這純粹是猜測(cè)。我們已經(jīng)在大功率電動(dòng)汽車中看到了其他六相電動(dòng)機(jī)，如福特1973馬力的Supervan。

我們可以做一些更明智的推測(cè)的是名稱中的“傍軸通量”部分。永磁徑向磁通電機(jī)通過使用環(huán)形定子運(yùn)行，該定子圍繞著由朝外的永磁體組成的轉(zhuǎn)子。電動(dòng)汽車中幾乎所有的電動(dòng)機(jī)都是徑向磁通機(jī)，這是因?yàn)槎ㄗ永脧较蛄πD(zhuǎn)地拉動(dòng)永磁體。例如，Lucid的高效電機(jī)就是這樣工作的。

大多數(shù)軸流電機(jī)同樣使用永磁體，然而，軸流電機(jī)中的定子線圈通常更容易區(qū)分。定子線圈表面平行于永磁體的最大表面。這使得電動(dòng)機(jī)更纖薄、更平坦，磁通量沿軸向作用，而不是沿徑向作用，因此得名。

可以假設(shè)，柯尼塞格的“繞軸磁通”電機(jī)結(jié)合了這兩個(gè)概念。有幾種方法可以做到這一點(diǎn)。定子線圈可以是一種U形環(huán)面。把一個(gè)回形針彎在書脊上，這可能就是它的樣子。轉(zhuǎn)子可以位于這些U形線圈內(nèi)，可能有一組磁鐵面向U形線圈的高側(cè)和底側(cè)，總共有三組磁鐵。

不過，可能還有其他更好的方法。一篇文章引用了柯尼塞格的話說，這項(xiàng)技術(shù)是通過采用軸向磁通電機(jī)和“相對(duì)于定子的體積增加轉(zhuǎn)子直徑并優(yōu)化定子外徑”來實(shí)現(xiàn)的能夠接受這種額外的流量?！?/strong>這并不是很清楚，但它確實(shí)有效地轉(zhuǎn)化為更大的磁力作用面積，即磁通量。這轉(zhuǎn)化為更多的扭矩，如果它能以更高的轉(zhuǎn)速應(yīng)用，功率就更大。