电动汽车的电机是如何工作的

很多车主朋友都会好奇，电车明明没有发动机，为什么零百加速能轻松吊打高性能油车？就靠一个小小的电机，怎么就能瞬间爆发出这么强的动力？电机又是怎么让车跑起来 的？今天咱们就用最通俗的话讲讲电车上最常用的感应电机以及它的工作原理。电车三大核心部件，除了电池、电控系统外，电机就是其中之一。我们常见的感应电机结构其实很简单， 主要就两部分，钉子和转子。简单说，外面不动的叫钉子，里面转的叫转子。工作时，钉子会产生一个持续旋转的磁场，转子在这个磁场作用下被带着高速转动，再通过输出轴带动车轮车就跑起来了。关键问题来了，钉子是怎么凭空造出这个旋转磁场的？ 我们先做两个小实验，一看就懂。比一个实验，拿两块磁铁，一块固定在轴上，能自由转动， 另一块拿在手里，你会发现一极相吸，同极相斥。如果你手里的磁铁不停换向转圈， 轴上的磁铁就会跟着一直转。这就是电机最底层的逻辑，靠磁场的吸力和磁力让转子转起来。第二个实验，拿一根螺栓，用导线在上面多绕几圈，通电之后，它就变成了一块电磁铁， 一段电磁性消失，一换正负极，磁极立刻反转。把这两个原理合在一起，就是电机的工作真相。镜子里绕满了线圈，通上三箱交流电后，就变成了一组可以不停幻想、不停旋转的电磁铁， 形成一个高速旋转的磁场。转子式隆壮结构，里面有很多导体棒，在旋转磁场里会感应出电流，进而产生力矩，被磁场拖着疯狂旋转。而且有个关键点，交流电的频率 直接决定电机转速，我们只要控制电流频，就能轻松控制车速，结构简单又可靠，这也是电车比油车加速快的核心原因。一、电机起步就是最大扭矩，内燃机必须拉高转速才能输出最大扭矩，电机一通电瞬间就是满扭矩， 起步直接弹出去。二、转速上限差太多。家用燃油机极限转速一般就在六千到八千转，受机械结构限制，电机轻松做到一万到两万转高转速，带来更强的在加速能力。 总结一句话，油车是慢慢憋劲，电车是一踩就全了。这就是为什么电机个头不大，却能在加速上轻松赢过大排量发动机。

有人测试过，电动车从你踩下油门到四个轮子同时响应只需要一毫秒，而人类眨一次眼要三百毫秒，也就是说，这套系统比你的神经系统快了整整三百倍。燃油车的四驱靠的是钢轴和齿轮硬连接，而电动四驱靠的是算法， 一秒钟运算上千次，每个轮子的力度都被单独精确控制，这根本不叫四驱，这叫四个独立的大脑。今天我们详细讲解电控系统的工作原理， 以及为什么电动四驱在逻辑上把燃油四驱甩出了一个时代。老板先给我点个赞，后面的内容绝对刷新你的认知。首先我们要搞清楚电控系统到底在控制什么。电机本身只负责转，转多快，转多大力， 全部由电控系统说了算。电控系统的核心叫做电机控制器，也叫逆变器，它的工作就是把电池输出的直流电转化成频率和电压可以精确调节的交流电 送给电机。电流的频率越高，电机转的越快，电流越大，扭矩越强。这个调节过程每秒发生上万次，比任何机械结构的反应都快的多，这就是电动车动力响应几乎没有延迟的根本原因。但这还不是最厉害的地方， 真正颠覆认知的是，电控系统不只是控制一个电机，它同时管理着整辆车所有的动态信息，车速、加速度、每个车轮的转速、地面附着力的变化， 这些数据每隔几毫秒就被重新采集一次，然后电控系统根据这些数据实时决定每个电机该出多少力，这就是电动四驱和燃油四驱最本质的差距。燃油车的四驱动力从发动机出来，经过变速箱、传动轴、分动器，再到前后桥这一套机械链条，传下来， 光是响应时间就要几百毫秒。而且前后轮的扭矩分配比例是靠机械结构预先设定好的，想临时调整根本做不到。滑雪场里一个急弯，路面附着力瞬间变化， 燃油四驱只能靠经验猜，电动四驱已经算完，并且执行完了。更让人想不到的是，电动四驱还有一个燃油车永远无法实现的绝技，那就是扭矩可以反向输出，某个车轮打滑的瞬间，电控系统不仅可以减少那个轮子的驱动力，还可以让它轻微制动，同时把多余的力量精准转移到有抓地力的车轮上。 这个操作，机械四驱想都不敢想。所以你现在明白了，为什么同样是四驱，电动车在冰雪、泥地、急弯这些极端路况下，表现出来的稳定性要远超传统燃油四驱。这不是营销，这是物理层面的降维打击。

你觉得燃油车和电车哪个好呢？现代电动汽车究竟又是如何工作的呢？打开一辆纯电动车的引擎盖，你看不到传统内燃机核心动力系统全部集成在底盘中的巨型电池包。但它并非像手机那样只有一块大电池，而是由数千节小型电池单元全部串联合并连在一起， 他们以直流电的形式储存电能。由于沉重的电池包平铺在车身底部，车辆的重心变得极低，这也是为什么电动车过弯时会感觉格外平稳顺滑。不过电池储存的是直流电，但汽车电机需要交流电才能运转，这就需要逆变器进行能量转换。当你踩下加速踏板， 逆变器会将电池输出的直流电以每秒数千次的频率快速切换为交流电。你踩踏板的力度会告诉逆变器该向电机输送多少功率，经过转换的电能抵达汽车的电机。而电机的工作原理，一项伟大的科学发现，电磁感应电子产生旋转磁场，拖动转子高速运转， 无网负荷塞，无复杂变速箱，动力直接传递至车轮，平顺性与效率远超传统燃油车。而电动车最核心的技术优势是制动能量回收，燃 油车刹车时，刹车片加紧刹车盘，车辆前进的动能会以热量的形式损耗掉。但电动车就不一样了，当你松开加速踏板，刚才的整个流程会反向运行，电机瞬间变成发电机， 车辆前进的惯性带动电机旋转产生新的电能，电流通过逆变器回流重新充入电池，车辆减速的同时，你相当于免费赚回了续航。觉得涨知识的点赞、收藏、转发给你开电车的朋友！

找一台电机，直接把它压扁，再扔掉里面那个最重的铁块。恭喜你，你发明了一台性能超高的电机，重量只有十几公斤，却能爆发出接近一千匹的马力。它就是英国 yasus 公司最新研发的无恶轴向磁通电机。 哎，可离谱的是，它的基本结构早在两百年前就已经诞生了。我们今天最常见的电机叫做镜像磁通电机，它的磁场呢，是从中心往外走的，从转子的磁铁出发，穿过定子线圈，再沿半径方向回到另外一侧。而另外一种结构叫做轴向磁通电机， 它的磁场是沿着旋转轴方向流动的，转子和定子不再是套在一起的圆柱，而是像几张盘子，面对面放置 磁场，从一侧钻子穿过钉子，再进入到另一侧的钻子。这两种结构最大的区别啊，在于磁铁的位置。在走向电机里面，磁铁通常分布在更大的直径上，也就是离旋转中心更远。而电机产生扭矩的能力，和一个简单的关系有关啊， 作用在钻子上的力乘以半径，所以当半径变大时，同样大小的磁力就能够产生更大的扭矩。因此，在相同体积和重量下， 轴向电机往往能够获得更高的扭矩密度。与此同时，它的磁场路径更短，更集中，大部分磁通呢，都能够直接参与做工，这也有助于提高效率，可以说是有点拉满啊。但现实却是，在过去一百多年里面，大多数电机都没有采用轴向结构，原因主要在工程实现上 啊。首先啊，轴向电机的转子直径更大，高速旋转的时候呢，磁铁会受到更大的离心力，对结构强度就要求很高嘛。 其次，这种盘式结构在制造和装配上会更复杂，对加工精度要求也会更高。再加上早期电机散热能力很有限，工程师最终还是选择了一种更容易制造、更稳定的方案，也就是我们今天最常见的 镜像电机了。但有一家公司一直惦记着他，雅萨奔驰旗下专门开发下一代高性能电驱系统的英国公司。他们注意到，传统电机里面有一部分结构非常重，却几乎不产生动力，它就是铁鳄。那铁鳄呢，有两个主要的作用，一个是提供机械支撑，让电机结构更稳定。 二是给磁场提供回路，让磁通能够闭合。但问题是，这一整块铁通常占据了电机很大一份重量。于是压萨的做法很直接啊，干掉他，他们把电机改成双转子结构，在定子的两侧各放置一个带永磁体的转子， 这样磁场就可以从一侧钻子的磁铁出发，穿过定子线圈，再进入另一侧钻子，完成回路。磁场不再需要通过一整块铁来返回，于是那块沉重的铁砝就可以被大幅减少，甚至是基本取消了。结果就是重量更轻， 扭矩更高，功率密度也随之大幅提升。但工程师还不满足啊，他们又引入了新的材料，那钻子不再使用传统的钢结构，而是大量采用碳纤维复合材料， 在保持强度的同时进一步减轻重量，还能减少金属产生的涡流损耗。磁铁的排列也经过特殊设计，通过特定磁镇的结构，让磁场主要集中在做工的一侧。与此同时啊，电机内部采用直接油冷，让冷却液直接接触线圈，大幅提升散热能力，从而允许更高的功率输出， 于是才诞生出这么个性能怪兽。如今，轴向电机已经开始出现在一些高性能应用当中，比如顶级跑车的混动系统，他们同样受到电动航空领域的关注。因为在飞机上，每一斤重量都事关重要吗？ 那随着功率密度继续提高，他甚至可以直接被安装在车轮内部，成为轮毂电机。当车辆减速的时候，他既能够提供制动力，也能够把动能重新转化为电能，储存在电池里面，从而进一步提高整车的效率。 但这项技术最有意思的地方啊，其实不是在于他有多新，而是他把一个两百年前就已经出现过的电机结构，在现代材料、电子控制和制造技术的帮助下，重新带回了舞台啊。其实很多看起来全新的突破啊，本质上只是把旧的原理用新的工程能力重新做了一遍而已。

很多人觉得电动汽车没什么技术含量，就是电池、电机，再加上一些舒适配置。嗯，但是其实电动汽车背后的技术远比大多数人想象的要复杂。听起来好像大家只看到了表面，没有看到那些看不到的技术。是， 纯电车的技术难点大多都是在电压信号处理软件和控制逻辑这一块。对，他不像燃油车，他的那些机械结构你是看得见摸得着的，而这些东西都是很抽象的，一般人确实不容易理解。哎，你这个比喻真的很形象啊。那我们接着就来聊一聊 纯电车的三大核心部件，以及电控系统到底是怎么工作的。其实纯电车它就三个最重要的部分，电池、电机、电控。 其中电控呢，它的作用其实就像手机的系统一样，它是整个车辆的大脑，那也就是说电控系统会根据驾驶员的操作，然后来实时的调整这个车的动力输出喽，完全正确。 比如说你踩下加速踏板，那电控系统呢？首先会监测你这个踏板踩下去的速度和深度。 ok， 如果你是慢慢踩的，那它可能会让电压慢慢的升上去，让车开起来很平稳。 如果你是一下子踩到底，那它可能就会立刻让电机输出很高的电压，让你获得一个很迅猛的加速。所以说，电控系统在这个过程当中还要跟其他的系统进行信息交互喽。对啊，它在给电机增加电压之前，它会去跟电池管理系统、电机控制器，还有 esp 和 abs 等等这些系统去沟通。 比如说问电池管理系统说电池的电量和温度是不是 ok， 问电机控制器，说电机温度有没有过高，然后还要问 esp 和 abs， 说车轮的状态是不是稳定，有没有打滑， 只有在这所有的条件都满足的情况下，它才会去精确的控制电机的输出。 ok， 那 这个其实只是一个非常简化的例子啊，实际的逻辑要比这个复杂得多。明白了， 那接下来我们再来看看电控系统对于驾驶体验到底有多重要，以及车企在这方面都有哪些选择。其实一辆车开起来顺不顺手，除了它的底盘调教之外，很大程度上就是靠电控系统的调教好不好。 这个就跟手机一样，你用起来流不流畅，主要看他的系统顺不顺畅。也就说电控系统其实是决定了一辆车的动态表现的关键。可以这么说，不过并不是每家车企都愿意自己去开发电控系统，因为开发这个东西是需要很深厚的技术积累的。 很多新势力他们都是直接去买，比如说德国的博世大陆集团，或者是国内的汇川技术，联合汽车电子这些供应商的电控系统，然后自己再做一些标定和调整。 嗯，当然也有一些车企是坚持自己开发的，比如说特斯拉、比亚迪、吉利这种。我想知道为什么现在纯电的这个行业新玩家会越来越多，他的门槛到底是在什么地方？其实纯电行业之所以新势力这么多， 就是因为他的核心技术，比如电控系统的架构算法，包括电池的热管理技术，这些东西你基本上都可以直接买的到， 对，你只要做一些组装和参数的标定就可以了，不像燃油车，你要去买一个变速箱的专利，或者说买一个发动机管理系统的专利，那个价钱是非常非常高的。所以说电车的这个供应链的成熟度和采购的成本 也是让新玩家更容易进场的一个原因喽。是的，现在电车的大部分专利其实都在中国，供应链也非常的成熟，采购的成本也很低。嗯，所以新势力就雨后春笋一样冒出来。但是这并不代表说电车的技术水平低，只是说组装的门槛没有那么高而已。 在使用层面，其实电车有很多地方是比油车更实用的，只是现在电池技术还没有革命性的突破。没错， 今天我们把纯电车的这个技术底牌给大家翻了一遍，大家应该能够感觉到，其实他的这个技术含量 远不是几个核心部件那么简单，背后的电控系统以及整个产业链的成熟度才是真正让这个行业能够快速发展的关键。好了，那么今天的节目咱们就到这里了，感谢大家的收听，咱们下期再见，拜拜。拜拜。

最开始的雨刮器是通过一个直流电机来驱动涡感，从而带动齿轮旋转。但是这会导致一个问题， 那就是雨刮器会连续不停的运动，从而阻碍驾驶员的视线。为了解决这个问题，工程师对雨刮器进行了改造，设计出了间隙性雨刮器，只需在这个位置添加一个凸轮，然后再添加一个弹簧装置，雨刮器就能擦拭一次，停留一定时间再继续擦拭了。 但这种纯机械结构的也有问题，他不能根据降雨量的变化而变化，也就是下小雨雨刮器就刮得慢一些，下大雨雨刮器就刮得快一些。 怎么解决停留时间问题呢？这是一个晶体管，当晶体管正向偏置时，电流导通，如果将电池换个方向，这时晶体管反向偏置，电流停止流动。为了控制晶体管，我们在这个位置加入一个双置开关，当开关按下时， 电流断开，当开关抬起时，电流导通，然后将电路的电流提供给雨刮器的电机，从而带动雨刮器移动。接着我们再将弹簧装置连接到开关，当雨刮器移动时，导致弹簧装置按压双至开关，使得晶体管进入反向偏置，电流停止流动， 雨刮器也就停止在这里不动了。怎么解决这个问题呢？我们先将电路再通上电，然后在这个位置添加一个电容和电阻，由于有这个电阻，它会导致电容两端形成电量差，从而给电容充电。因为电流断开时，晶体管处于反向偏置状态，所以 a 点的电是大于 b 点， 但是当电容开始放电时，这会导致 a 点电是逐渐小于 b 点，从而使得晶体管变成正向偏置，电流导通， 雨刮器就又能开始移动了。重复这个过程，雨刮器就能一直工作了。如果想要控制雨刮器停留的时间，该怎么做呢？想要控制雨刮停留时间， 只需要通过电子部件控制电阻的大小就可以了。现在的雨刮汽车顶都有雨量传感器，通过传感器就能感应雨量大小，控制雨刮器停留时间了。

这是一根可以转动的金属棒，如果将磁铁靠近金属棒，金属棒就会向磁铁方向旋转，磁铁移动，金属棒也会跟着移动。现在我们将金属棒换成铁质圆盘，并将条形磁铁换成 u 型磁铁。当我们移动磁铁时， 圆盘就会跟着转动。如果你让磁铁一直绕着圆盘转，圆盘也会跟着转，并且圆盘还会自转。你可能会认为这是磁铁的吸引力导致圆盘跟着自转的，但事实远远比这复杂的多。我们将铁质圆盘换成铝质圆盘， 铝是非铁磁物质，当我们移动磁铁，圆盘一样能转动，这是为什么呢？运行磁铁的磁场从 n 级流向 s 级，当磁铁移动时，由于切割了磁感线，根据电磁感应原理， 铁盘上就会产生感应电流。通过右手定折，可以很容易知道感应电流的方向指向圆盘中心。那圆盘朝哪个方向旋转呢？这就要用到左手定折，食指指向磁场方向，中指指向电流方向，大拇指方向 就会产生一个力，就是这个历史圆盘转动的。需要注意的是，磁铁的转速和圆盘的转速是不一样的，如果一样就不会发生电磁感应，圆盘也就不会自己旋转了。 接下来我们继续改进一下装置，将圆盘换成铁质圆柱， u 型磁铁换成两块条形磁铁，当我们转动磁铁时，圆柱就会跟着旋转。我们看看圆柱的受力情况。磁场从 n 级流向 s 级， 因为磁铁是这样向下移动的，相对于圆柱，圆柱就是向上移动的。根据右手定折可以得出电流是朝着 各方向流动的，接着再根据左手定折，就能知道圆柱的受力朝下，在另一侧也一样的原理，得出 受力朝上，最终圆柱就能跟着磁铁一起转动了。那能不能不转动磁铁也可以让圆柱转动起来呢？我们先来看一个有趣的小实验。 使用一个线圈，两端通电后，就会在线圈周围产生磁场，这种线圈其实就相当于一个磁铁，这种磁铁与常见的条形磁铁没有太大的区别，唯一不同的是，这种磁铁断电后，磁场会消失， 如果增大电压，磁场就会不断增强，这种磁铁也被称为电磁铁。根据这个原理，我们可以在圆柱四周放入多个线圈，当我们不断改变电流方向，线圈的磁极就会不断改变，这就形成了一个旋转磁场。跟前面一样， 旋转磁场产生的力就能推动圆柱转动了。这其实就是一部电机的底层原理。问题是如何产生旋转磁场呢？电动汽车使用的电机一般为三项，一部电机。弄清旋转磁场前，我们先来了解一下什么是三项。 在线圈周围旋转磁铁时，磁场的变化会使线圈产生交流电，交流电的波形是这样的，这是单向交流电。将三个线圈以一百二十度的间隔放置，这时旋转磁铁交流电的波形又会是这样的， 这就是三项交流电。三个线圈的其中一端相互连接，称为中性线，另外一端延伸出来三根线，形成三根相线之间的电压为三百八十伏， 镶线与中性线之间的电压为两百二十伏，不同的接法可以得到不同的电压。那这些线圈是如何缠绕到钻纸上的呢？这是一个电机里面，这个是它的钻子，外面有孔洞的为定子，线圈就缠绕在定子上面。首先线圈会从 a 口进入， 然后从正对面的 a 口反方向出来，然后以一百二十度的间隔从 b 口进入，接着从 b 口反方向出来，接着一样的操作，将线圈以一百二十度间隔接入 c 口，最后将反方向回来的线连接在一起，另外三根线接入三相交流电， 三相交流电的波形如图所示。交流电随着时间的推移会不断的变化，比如在一的位置，二象限为正数， s 象限和 t 象限为负数。随着时间推进来到二的位置时，二象限和 s 象限为正数， 七项线为负数，三和四位置的值以此类推。接下来我们来看一下三项交流电是如何流过线圈的。我们假如将电流的流入视为正极，电流的流出视为负极，那么在一点的位置，对于二项线来说，二此时为正，它的对应值两撇就为负。 同样的，对于 s 象限来说， s 撇为正， s 则为负。七象限也一样，七为负， t 撇为正。同样的道理，在两点的位置，象限的正负如第二个图所示，方向发生了一定的偏移，来到三点和四点时还是一样， 标出正负后，方向都发生了偏移。现在我们来具体分析一下线圈所产生的磁场。对于上面的这个二，它为正，电流为流入。 根据安培定则可以得出，磁场方向为顺时针方向。同样的，对于 s 撇和 t 撇，磁场方向同样为顺时针方向，但是对于下面的 tr 撇以及 s 磁场方向则刚好相反，为逆时针方向。如果我们把上下的磁场卷起来，这是不是就跟条形磁铁所产生的磁场类似呢？然后按照这种方式，我们将二、三、 四的磁场也标识出来。到这里你就会发现，随着时间的推移，磁场会在交流电的波形来到一百二十三、 四的位置时发生相应的偏移，也就是磁场发生了旋转，并且磁场的旋转会随着交流电的频率增加而变快。通过这个图可以更直观看到这种变化。当绿色的线圈通入交流电， 随着电流不断变化，绿色线圈的磁场方向也会产生相反的变化，不管是红色的线圈还是蓝色的线圈，都会产生这种变化。当三个线圈全部通电时， 这就会形成两个分开的磁场，随着交流电不断的变化，磁场也会随着变化，从而形成一个旋转磁场。有了旋转磁场，电机的转动就能在磁场的作用下旋转起来了。 下面我们来看一下现实中真实的电机是什么样的。这是一种常见的感应电机，电机主要由两部分组成， 分别为定子和钻子，这是一个属龙型钻子，钻子内部安装了非常多的带有凹槽的绝缘铁片，导体棒就位于这些凹槽内，钉子的内部也有很多凹槽，主要用于安装绕组线圈。当给线圈通入交流电时， 电机的转子就会旋转。需要注意的是，转子的转速是小于磁场的转速的，所以这种电机也被称为异步电机。我们来看一下电机内部的线圈，跟前面说到的一样， 这种电机内部也是三组绕组线圈，绕组线圈会随着交流电的不断变化而产生一个旋转磁场，当然这里的线圈是单扎的， 在工业生产中，一组绕组线圈往往有成百上千匝，他们通过机器进行缠绕，缠绕好的绕组还要覆盖上一层绝缘漆，以便提高绕组的绝缘性和导热性能。但是有个问题，由于线圈间隙太大， 这会导致产生的磁场不均匀，从而影响到电机的效率。为了解决这个问题，我们可以添加更多的凹槽，比如将凹槽增加到十二个， 然后我们拿两组线圈将它们进行串联，但是这样串联产生的并不是两极磁场，我们可以这样将串联的线圈进行对折， 这时候产生的磁场就是完美的两极磁场了。另外两组线圈也做相同的对折操作，接着将它们组合在一起，然后缠绕到定子的凹槽内。由于左侧线圈和右侧线圈的电流刚好是相反的， 因此产生的依旧还是两个方向完全相反的磁场，不过磁场会变得更加的均匀，我们还可以对这种线圈进行进一步的修改。现在我们将两极磁场的线圈展开， 根据线圈所产生的磁场，我们就能得到一个四极磁场，还是一样的，将另外两组线圈也这样展开并组合在一起， 然后将它们缠绕到定子的十二个凹槽内，这时线圈产生的将是一个四极旋转磁场。如果仔细观察可以发现两极磁场的电机转动速度要比四极磁场电机转动的要快，这是因为两极磁场在正弦波半个周期后能转动一百八十度， 而四极磁场则只能转动九十度。四极磁场虽然转动慢，但是扭矩要高很多。如果你还想进一步获取更好更平稳的旋转磁场，我们可以继续将凹槽扩大到二十四个，这些凹槽彼此挨得更近，分布也更均匀， 因此能够产生的磁场强度也更稳定，从而大大提高电机的效率。四级磁场在旋转时，旋转磁场会导致电机的属龙型转子切割磁感线并产生感应电动式，从而使转子产生感应电流。根据电流的方向以及磁场方向， 使用左手定折，我们就能得到转子的受力方向。正是这些作用力使得转子产生了一个扭矩，从而使得转子转动起来。 但是这种感应电机需要损失百分之三到百分之四的能量来产生电流，因此会产生能量损耗。另外，感应电机的低速性能也比较差，为了解决这个问题，工程师对感应电机进行了改进。这是一块永磁铁，它可以产生磁场。现在我们将永磁铁改成这种弧形的， 然后将四块这种泳池铁安装到钻子的外面，然后将属龙型钻子拿走，换成这种泳池钻子。泳池钻子产生的磁场如图所示，定子线圈产生的磁场也跟他类似，然后将泳池钻子放入到定子中。 接下来我们再来看一下定子和钻子之间详细的受力情况。为了方便理解，我们只保留定子和钻子之间详细的受力情况。为了方便理解，我们只保留定子和钻子之间详细原理， 我们能得到如图所示的相互作用力，我们以 a 点为力， a 点不仅受到 b 点的排斥力，还受到 c 点的吸引力， 所以整个转子就会产生一个扭矩。当旋转磁场转动到四十五度时，转子将会受到最大的作用力。 这就好比这两个球，如果推理和拉力在一条直线上，那么物体显然受力是最大的，因此这个角度也是电动汽车启动的最佳磁场角度。这种电机设计转子转速与定子磁场的旋转速度是同步的，因此在转子中没有感应电流产生， 所以能量损耗更少，启动扭矩也比较高。这种电机也被称为泳池同步电机，但是这种电机依旧有问题。汽车在启动和爬坡时 扭矩会很好，但是一旦高速行驶起来，那么电机的性能就会变差。这是因为永磁电机里面会产生反电动式，反电动式与电机产生的电动式方向是相反的，转子转动越快，这种反电动式越明显。另外，永磁铁还会导致磁涡流， 损失额外的能量，因此这些都影响到了电机的性能。如何解决这个问题呢？我们来对泳池电机做进一步的改进。这是一根磁铁，当磁铁靠近桌子上的铁钉时，到达一定距离时， 铁钉就会被吸引过来。现在我们从磁铁和铁钉这两个方面来了解一下为什么会发生这种情况。 我们先来看磁铁。磁铁在磁场中是会受到阻碍的，因此磁通总是倾向于从磁主最小的路径流过。当铁钉进入磁场后，由于铁钉的磁主比空气的磁主要小的多，因此磁铁的磁力线都会从铁钉这里通过。 我们再来看铁钉内部的微观结构，可以看到铁钉内部被分成了一个个小的磁铁一样层，不规则排列。当用磁铁的磁通量 流过铁钉内部的这些磁筹时，就会导致磁筹向同一个方向进行对齐，此时的铁钉就发生了磁化， 也就相当于一个磁铁了。由于一级相吸，所以铁钉就会被磁铁吸引过去。现在我们拿一个长方形的铁块，再连接上一根可以转动的铁棒，然后在铁块的两断放上一个连接的电磁铁。由于铁块磁阻低，所以电磁铁的磁通就会全部从铁块穿过， 这时铁块就成为了一块磁铁。由于同级排斥异极吸引，那么铁块就会进行转动。这个旋转铁块的力也被称为磁阻扭矩。当磁力线完全平行穿过铁块时， 这时磁阻扭矩为零，那么磁铁也就不会继续转动了。如何让磁铁能够持续的进行转动呢？现在我们将铁块外面的电磁铁移除，然后放入三相绕组。当我们往三相绕组通电时， 会产生一个旋转的磁场，你可能会认为铁块会随着旋转磁场进行旋转，但是事实真的就这么简单吗？其实不然，当你将旋转的磁场施加到静止的转子铁块上时，结果可能会是这样，铁块一直在抵抗旋转，这是为什么呢？ 现在让我们来具体分析一下。当旋转磁场转动到与铁块对齐时，此时铁块完全被磁化成为一个磁铁，然后旋转磁场继续转动。根据一级相吸原理，铁块会被旋转磁场吸引进行转动，但是这个转动是非常慢的， 随后旋转磁场的 s 极转到鸟上面，这里再次与铁块对齐，但是这时旋转磁场与铁块将会互相排斥，不再使吸引，导致铁块不再转动。这就有一个问题，旋转磁场的 s 极转过来后，铁块内的磁筹 应该随着旋转磁场的变化而变化才对，也就是铁块的上面应该是 n 级，下面是 s 级，但是为什么他不变化呢？导致这个问题的关键就在于磁质，由于磁质的存在，磁头的磁极还没来得及变化， s 级就已经转过来了， 所以这就会导致铁块不断的被吸引，然后又不断的被排斥，这种交替的吸引和排斥就会使得铁块一直在这小幅度的晃动。那如何解决这个问题呢？ 常用的做法是电机在启动期间降低旋转磁场的旋转速度，然后再逐渐的加快速度，降低磁场的旋转速度。很简单，可以直接通过改变输入电流的频率来解决，最初旋转磁场的速度几乎为零，这时铁块放进来时，铁块会正常磁化， 并跟随旋转磁场的不断转动，电机会通过控制器不断的检测转子的位置， 从而来控制旋转磁场的转动速度，使得铁块与旋转磁场之间始终存在吸引力。随着转子铁块的速度加快，控制器也会增加旋转磁场的速度，从而使得转子能够一直转动下去。 为了进一步的增大扭矩，我们可以再添加一垂直的铁块，这样我们就能产生两倍的扭矩，同时还能获得四级旋转磁场。为了让铁块通过的磁通量最大，我们可以将转只改成这种圆形的，但是这种圆形转子磁场均匀分布在转子上， 并不会产生任何磁阻扭矩。如何解决这个问题呢？现在我们将铁心挖四个空心凹槽出来。 前面说过，铁的磁阻比空气小，所以磁力线不会穿过空心凹槽，而是沿着铁心走，这时转子处于高磁阻状态。前面我们说到过，磁通总是倾向于从磁阻最小的路径流过，所以为了达到磁阻最小， 这时就会产生一个磁阻扭矩来转动铁心，当转动四十五度后，凹槽与磁阻扭矩一致，此时才真正达到最小磁阻。 如果此时我们不停的旋转磁场，那么铁心就会跟着一起不停转动了。这种电机也被称为同步磁阻电机，由永磁电机在低速时表现优秀， 而同步磁阻电机适合高速运行，因此我们可以将二者进行合并，直接将泳池电机的泳磁铁放入到同步磁阻电机的凹槽内，从而组成泳池同步磁阻电机。现在我们来分析一下这种电机的受力情况，这是泳磁铁所产生的磁场，是意图为了便于讲解， 我们将钻子移除掉，将永磁铁单独拿出来，然后将旋转磁场加入进来。当旋转磁场和永磁铁的磁场位于现在这个位置时，旋转磁场和永磁铁的南北极受力相互抵消，也就是图中绿色所表示的。 同时相邻两个磁场之间的受力也相互抵消，也就是图中红色所表示的。但一旦旋转磁场开始转动起来， 那么旋转磁场和永磁铁之间的磁矩就会相互作用，这跟我们前面讲到的永磁电机的受力情况是一样的，当旋转磁场转动到四十五度时，此时转子受到的扭矩是最大的。 当我们继续转动四十五度，扭矩变为零。现在我们在单独分析没有放入永磁铁的情况。当旋转磁场开始旋转时，转子的扭矩将达到负的最大值。当达到四十五度时，扭矩再次变为零， 然后继续旋转磁场，扭矩将会变为正。前面说过，泳池同步磁阻电机是泳池电机和同步磁阻电机的结合，因此我们就能得到一条二者组合后的曲线，也就是绿色的曲线。可以看到，如果旋转磁场的角度在五十度时，电机获取到的扭矩是最大的。 因此，在启动电机时，只需要将旋转磁场的角度保持在五十度，就能让电动汽车获取最大的扭矩。另外，我们也说过，泳池电机会在定子线圈产生反电动时，影响电车效率。 因此为了解决这个问题，可以调整旋转磁场与泳池磁场之间的角度，让旋转磁场减弱或者抵消泳池磁场，也就是让大恩将小恩给压下去。 这样一来，即使在高速运行下，电机也不会产生太多的反电动式，从而使得电动汽车可以在不同情况下都能高效的运行。

大家好，我是金老师。很多人选混动车都搞不懂发动机和电机到底怎么配合，为啥有的混动省油，有的费油？今天我用大白话给大家把吉利银河 m 七这套银河 e m i 超级点火系统讲的明明白白， 听完你就会知道它为什么又省又好。开先咱们先搞懂核心搭配，银河 m 七用的是一点五升混动专用四缸发动机， p 一 加 p 三的双电机，雷霆十一合一电驱。简单来说，电机是主力，发动机是辅助，全程 ai 智能切换，不用你手动操作。而且这台发动机是专门为混动打造的，热效率高达百分之四十七点二六， 只在最省油的状态下工作，绝不瞎干活。接下来重点讲一下它的五种工作模式，什么时候谁干活有啥好处，一听就懂。第一种纯电模式，也就是咱们日常通行最常用的 电池，电量充足的时候，发动机全程不启动，完全靠电池给 p 三驱动电机供电，带动车跑市区零油耗，超安静。二百二十五公里纯电续航，一周充电一次就够上下班代步，跟纯电车一模一样，每公里成本才两三毛钱，省钱又舒适。 第二种串联增程模式，跑市区堵车电量偏低的时候，就会自动切换到这个模式，这个时候发动机不直接驱动车轮，只带动 p 电机发电， 发出来电要么直接给驱动电机用，要么纯净电池称是电机驱动，车轮平顺无顿挫，而且发动机始终卡在最省油的转速，亏电油耗低至三点三五升，每百公里 跑再远也不心疼，彻底告别里程焦虑。第三种，发动机直驱模式，跑高速匀速一百到一百二的时候，高速上发动机直驱效率最高，这个时候发动机直接带动车轮电机休息，比电机驱动更省油。跑长途高速的时候，油表 比现在同级油耗省一半，长途自驾毫无压力。第四种，并联模式，需要急加速超车满载爬坡的时候，动机和 p 三电机一起发力，油电双驱动，综合功率能达到一百七十五千瓦，动力瞬间拉满，超车爬坡都特别有劲， 推背感十足，大遇到大坡度，满载出行也完全不肉。五种能量回收模式，松油门、踩刹车，下坡的时候会自动启动 车轮，反过来带动电机反转发电，把惯性能量变成电能储存到电池， 不仅能延长续航，还能减少刹车磨损，下坡的时候不用一直踩刹车，更安全也更省心。最后给大家总结一下银河 m 七这套动力系统的核心逻辑就是，市区纯电零油耗，低速亏电，当增程高速巡航直驱省即加速油电一起上， 减速下坡还能充电， ai 智能切换不用你管。不管是日常代步、长途自驾还是爬坡超车，都能做到动力够、油耗低、开车顺，这也是它成为十到十五万级家用豪华 suv 标杆的核心原因，家用选它，怎么开都划算。

电动汽车彻底改变了汽车世界。本期视频通过三 d 动画向您展示电动汽车的工作原理。我们主要是通过这台特斯拉毛豆 s 来接力电车技术，因为这台车已经成为量产车加速最快的车之一。这里主要分析感应电机技术， 看看电动汽车是怎么做到如此优越的性能。注意哈，电机、电控、电池是电动汽车三大主要部件，特斯拉电车名字就是致敬接近神的科学家尼古拉特斯拉， 他发明的感应电机就是特斯拉电车的动力来源。感应电机是由定子和旋转部分两个主要部分组成，转子只是一组，连接为带有环形形顶部的线圈的感三项交流电源为定子供电。通过感应线圈的三项交流电产生旋转磁场，特斯拉电机产生四个即兴的磁场， 该旋转磁场驱动电流，通过转子时也让其旋转。在感应电机中，转子始终位于旋转磁场之后，感应电机既没有电刷也没有永磁体。 它的特点就是强度和耐用性。这种感应电机的优点是转速取决于交流的频率，所以只有通过改变电流的频率才能改变推进速度。这种简单的原理 让电动车的速度控制变得简单又可靠，电机的转速能够轻松达到一万八每分钟，这也是电动车相对油车的最大优势。发动机通过变速箱等一系列组件与车轮连接，传输过程有更多的损耗， 而电机则不需要变速箱。由于机械机构的不同，电机的体积相对内燃机来说小的多，并且质量更轻。回到电车的基本电池和电机，电池产生直流电 向电机之前必须先转化成交流电，这里就需要用到逆变器，这个设备还兼备控制交流电源频率，控制电机速度。逆变器还可以控制交流电波的幅度，从而控制电机功率。 这也是为什么逆变器能够成为电动汽车的最重要部件之一。看看电池包，一整块的大电池其实是由很多小型锂电池组成，和我们平时用的电池有点相似哦。 所有的小电池以串联的方式连接组成电车所需要的电能以二醇作为电池的冷却液，排列在电池排列的缝隙，给电池降温。电池排列小块组合， 散热更加均匀，从而提高电池寿命。整个电池组有十六个这样的电池包模块，大概七千多个小电池组成给电池降温的，以二醇流向汽车前端的散热器进 行冷却。电池尽量安装在靠底盘的位置，中心低可以提升车辆的底盘稳定性。完整的一块电池组铺满底盘，减少横向震动，同时耐用性得到增加。再回到特斯拉的驱动系统，电车也有自己的变速器，可以看到电机的输出速度分成两步递减。 电车的倒挡更加简单了，只需要反转电机的即兴。电动汽车的变速器的作用就是降低速度和改变扭矩输出变速箱的旁边还有一个差速器， 这些就是电动车的基本原理。最后说说特斯拉的单踏板模式，为了节约动能，在电动车行驶中只要松开加速踏板， 刹车就会逐渐自动工作。在这个制动过程中，感应电机就像发电机一样工作，实现动能回收，所以一个加速踏板即可控制电动汽车的行驶速度。值得一提的是，单踏板模式并不是只有一个踏板，同样有制动踏板。

那么他是给谁用的？来注意，看到这来啊，电池包的高压电，四百六伏的电是要给到我们的这个电机使用，这个电机是个什么结构呢？首先啊，高压电从这个地方进来，进来了以后这个电机 啊，我们来看看旁边儿发动机拆开了以后就是这个样子啊，这个上面儿就有三根儿线，进来了以后通电线圈会产生磁场，它就有了一个磁场。然后呢这个转子也有磁场，它能够吸住金属物品， 他也有磁场，两个磁场在一起，你看他会产生作用力，看到没他会动起来，是吧？同极相斥，异极相吸，所以两个磁场就能动了。然后三相电按顺序切换， a 组、 b 组、 c 组，这个里面就会产生旋转的磁场，他会带动这个磁铁在中间旋 旋转，这个就是电机的结构和原理。电机转起来以后，我们可以看到旁边有一个叫做减速器，也叫差速器，当这个转子在中间转的时候，这个小齿轮会带动这个大齿轮， 没有一级减速，二级减速，因为电机转起来速度非常快。二级减速以后就是这个地方来看这个总成，中间的转子在转这个地方的小齿轮带动大齿轮，更小的齿轮带动更大的齿轮， 所以就减速。然后再经过一个半轴连车轮，一个半轴连车轮，两个轮子，他就转起来了，这个就是我们说的第二遍叫做电机啊。

那些说电车电机结构简单的人，你到底是咋想的？其实我也觉得很简单，那你知道你口中所谓的玩具，他在半秒钟之内所爆发的扭矩，是燃油车永远都追不上的吗？今天我用一条视频告诉你驱动电机的工作原理。首先电机的本质就是电能转化为动能， 听起来感觉没啥，但背后呢，其实就是电和磁的关系，这个呢就是我们电池绕组，另外呢就是一个转子。 但是我们现在电上面常用的电机呢，叫做泳池同步电机，它的转子呢就是一个永久磁铁。那么要想电机正常工作的话，必须满足磁场之间的异性相吸，同性相似这种原理。 那么我们的定子绕组呢，是需要供电的，但动力电池呢，供过来是直流电。我们电机呢，它用的是三项交流电，所以呢就需要用到这个 i g b t 模块进行逆变，把它的直流逆变成三项交流电，给到定子绕组。 定子绕组它就能产生一个旋转的磁场，就可以驱动里面的泳池转子转动，那么泳池转子呢，就可以把它的动力输送给我们的车轮，车子就可以动起来了。这不是黑科技，只是我们高中学过的物理知识，不是电车多厉害，只是燃油车做了一个低效率的事情，下课。