没有稀土的电动机
电机类型与基本原理
- 雷诺的“无磁体”电机是一种电励磁同步电机(EESM / 绕线励磁同步电机)。
- 它用通过滑环和碳刷供电的电磁铁替代转子中的稀土永磁体(类似发电机)。
- 线程中对直流与交流有些混淆;澄清指出这些是电子换向的交流电机,定子磁场受控。
效率、性能与权衡
- 据称转子励磁功率仅占总功率的一小部分。
- 宣称的电机效率约为 92%,而顶级永磁同步电机(PMSM)超过 95%;多位评论者强调,这意味着损耗增加并非小事。
- 缺点:转子更重、机械强度更低、冷却更复杂、功率密度更低,且可达到的最高转速低于 PMSM。
- 优点:
- 不依赖稀土磁体,也不受其随温度变化的退磁问题影响。
- 退磁能力极强,并且在高速/中等扭矩(例如高速巡航)下可能具有更高效率。
- 可在“空转”状态下完全断开转子励磁,拖拽损失极小,并带来一些安全优势。
电刷 vs 无刷与维护
- 目前雷诺/BMW 风格的 EESM 使用电刷和滑环;文中提到未来可通过感应变压器实现“无刷励磁”,但看起来尚未量产(不明确/有争议)。
- 电刷被描述为易耗件,但便宜且寿命长(约 10 万至 25 万英里),有人把更换它比作更换空调滤芯级别的维护。
- 也有人担心维修可达性(例如某些车型需要拆副车架),并指出 PMSM/感应电机完全避免了这一失效模式。
与其他电机拓扑的比较
- 没有磁体的感应电机和同步电机在历史上很常见,尤其是在大功率场景。
- 感应电机更简单、坚固,但效率较低;一些电动车把它们用作辅助/前驱电机,可以完全关闭以避免拖拽损失。
- 在效率/复杂度的权衡中,EESM 介于 PMSM(效率最高、依赖稀土)与感应电机(无磁体但效率较低)之间。
供应链、政策与电池
- 讨论中的一个强烈主题:EESM 作为“去中国化”战略的一部分,因为中国在稀土及相关出口管制方面占据主导地位。
- 讨论涉及欧洲和印度的 EESM 与电动车动力总成供应链;对于其到底有多“去中国化”,以及印度采购对欧盟电动车有多重要,存在分歧。
- 将其与中国钠离子电池搭配被认为不太可能,因为欧洲 OEM 面临贸易和出口管制动态;相反,文中提到了日本/韩国的固态电池。
- 钠离子电池也被更广泛地讨论:能量密度较低,但材料便宜、低温性能好;被视为适合储能和一些低成本电动车,并且已在中国开始早期部署。