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上兩期專欄為大家介紹了永磁同步直流電機和感應交流異步電機的工作原理以及性能特點。相信很多用戶很容易理解永磁同步直流電機相對交流感應電機電能轉換效率更高的原因。如果您細讀並理解了上兩篇內容之後，今天我們在此基礎上講一個實例。
最近蔚來發布的 ES6 很有意思。高配版採用前永磁直流電機後交流感應異步電機，低配版採用前後一致的永磁直流電機，但在配備同樣電池包的情況下，配備能耗更大的交流異步電機的性能版卻續航里程更長，84 千瓦時大電池包版本在 NEDC 標準下可以達到 510 公里續航里程，而標準版在配備相同電池包的情況下 NEDC 續航里程只有 480 公里，兩者相差了 30 公里之多。是什麼原因造成了前後永磁同步電機驅動的 ES6 比性能版續航里程更短呢？本期來為大家解讀。
▲蔚來 ES6 各個版本的動力加速，續航里程和價格
■ 蔚來 ES6 的電動機布局
蔚來 ES6 共有兩個版本：一個是標準版一個是性能版。電池包有兩種組合：一種是帶電量為 70 千瓦時的普通版，一種是帶電量為 84 千瓦時的長續航版。由此排列組合 4 個車款，價格從 35.8 萬覆蓋到 44.8 萬。
標準版配備前後相同的 160 千瓦永磁同步直流電機，而性能版的前電機採用的是與普通版相同的永磁同步直流電機，但後電機卻換成了動力更強勁的 240 千瓦版交流異步感應電機。由此換來了 4.7 秒的百公里加速，足足比普通版快了接近 1 秒。
▲蔚來 ES6 的前後電機布置
對於為什麼要採用這樣的電機組合，蔚來在官方宣傳文案中給出了這樣的描述：
“160 千瓦 PM motor is responsible for medium and low speed daily driving while 240 千瓦 induction motoroffers great acceleration performance and high speed. This is an efficientcombination that both saves costs and offers strong power.”
翻譯成中文的大概意思是：”160 千瓦的直流電機負責中低速範圍內的驅動，240 千瓦交流電機可以提供最大的加速性能和高速行駛性能。這是一個既能節省成本又能發揮出強大動力的有效組合。”
這樣的解釋聽起來比較籠統。並沒有解釋清楚為什麼交流電機續航里程更長。從原理上看，永磁同步直流電機不需要把電流轉換成磁場，轉子是自帶磁性的，而交流異步電機轉子的磁性是通過感應交流電從而產生電流然後產生了磁場，理論上能耗更高，而且異步電機發熱量大也應證了這一點，所以通常需要配備水冷系統。
■ 通過曲線圖來分析兩種電機的搭配思路
▲圖為電動機外特性曲線
正如我在之前的專欄中介紹的一樣，此圖為三種不同電機的外特性曲線（全負荷狀況下扭矩與轉速的關係）通常永磁同步電機的轉速比為 2 左右，也就是 x=2 的那條曲線，而交流異步電機的轉速比在 4 左右，也就是上圖 x=4 的那條曲線。當然，這個僅僅是一個便於理解的參考，實際上 ES6 的交流異步電機功率，要比前軸上的永磁同步電機大出了 80 千瓦，所以在全轉速範圍段內，整體扭矩還要比上圖所示的交流異步電機曲線高很多。不過，扭矩曲線的斜度是相當的。
從兩種電機不同的轉速比來看，永磁同步電機在 2500 轉以下可以始終保持最大扭矩的輸出。此時電機效率是最高狀態，一旦超過基速轉速（2500 轉 / 分）扭矩會迅速衰減，效率隨之降低。但由於速度越快，阻力越大，此時要想獲得更大的速度則需要更高的功率和扭矩來克服阻力。
所以，從永磁同步電機的扭矩輸出曲線來看，它的高效率區間主要集中在 2500 轉 / 分以下，也就是在中低速情況下，採用永磁同步電機驅動可以獲得非常好的節能效果。不過一旦轉速超過 2500 轉 / 分，隨著扭矩衰減、行駛阻力的增加，永磁同步電機的能耗會迅速上升。而這時，採用功率較大的交流異步電機驅動車輛，可以在高速行駛區間獲得更好的電能使用效率。而一旦車輛需要急加速，那麼後交流異步電機和前永磁直流電機會同時工作保持最大動力的輸出。雖然這樣幹電耗會很高，但是可以輕鬆獲得 4.7 秒的百公里加速成績。
由此可見，不管是永磁同步電機還是交流異步電機，都有自身的短板。交流電機功率大，但是如果長期大中低速狀況下使用大功耗的交流電機，會導致電耗的增加和續航里程的減少。永磁同步電機功率小，但轉速比低，在中低速工況下效率很高，非常適合日常駕駛，提高續航里程。由於 NEDC 標準是通過模擬各種工況測得的，所以如果前後都在用永磁同步電機的話，在高速行駛時，能耗會有所增加，導致續航里程的降低。而同樣採用分布式設計的性能版，則可以通過永磁同步電機和交流異步電機的搭配工作，獲得各個速度工況下最高的使用效率。
當然，除此之外，NEDC 工況法在測試續航里程時還需要經常模擬停車後起步的駕駛情況。所以，當匹配上更大功率的交流電機後，整車的動能回收功率也會更大，這樣更有利於在走走停停的工況法測試環境下提高續航里程。
■ 結論
蔚來在 ES6 上大膽實踐了這種採用前後不同電機搭配的做法。事實證明，這種分布式的搭配方法不但可以有效提高續航里程，更重要的時還能獲得更好的加速性能。相信，隨著電芯能量密度的進一步提升，蔚來的快速換電可標準化電池包策略可以讓更多的用戶享受到更高的續航里程。