宝马上一代励磁电机,效率拉跨极了,上代iX1是少有的无法满足现在强制国标的车型
图1的数据可以看到,上代宝马X1的能耗超过了《电动汽车能量消耗量限值 第1部分:乘用车》GB 36980.1—2025的要求。
上一代能耗表现这么差,我以为宝马会放弃励磁电机,万万没想到,iX3还是励磁电机,只不过这次的第六代宝马电驱进步非常大
把新世代宝马iX3的数据放进四驱纯电SUV里,整备质量2357kg,前后电机峰值功率分别为116kW和235kW,CLTC电耗只有13.6kWh/100km。
按照《电动汽车能量消耗量限值 第1部分:乘用车》GB 36980.1—2025的四驱纯电SUV公式计算:(0.00556 ×(整备质量-1780)+13.92)×1.03
新世代iX3对应的电耗限值大约是17.64kWh/100km。
它的实际申报电耗只有限值的77.09%。
需要说明一下,这个77.09%不是“电机效率”,而是整车申报电耗与强制国标电耗限值的比例。它包含电机、逆变器、减速器、热管理、轮胎、风阻和整车控制等一整套因素。
在我统计的18款四驱纯电SUV中,新世代iX3排到了第一。
更有意思的是,宝马iX1以101.27%的比例排在最后。宝马从iX1的倒数第一,直接飞跃到新世代iX3的正数第一。
后桥是一台电励磁同步电机,前桥是一台感应异步电机,两台电机都不需要永磁体。宝马是怎么把励磁电机做到这个程度的?
励磁电机天生就比永磁同步电机费电吗?
永磁同步电机的转子上有永磁体。只要永磁体存在,转子就自带磁场,不需要额外消耗电能建立励磁。因此永磁同步电机通常更容易获得较高效率。
励磁同步电机没有永磁体。它需要向转子绕组通电,通过励磁电流建立磁场。这部分电流会产生额外的转子铜损,还会带来转子散热、滑环或者无接触励磁装置等一系列工程问题。
相同体积、相同冷却条件下,励磁电机的转子电流还会受到温度限制,扭矩密度通常不如永磁同步电机。
这也是为什么现在绝大部分强调低电耗的纯电动车,都选择永磁同步电机。
宝马这次把励磁电机的效率带到全新的高度,第六代eDrive对转子、定子和逆变器都进行了重新设计,电压平台提升到800V。
其中,仅转子相关技术就提交了十多项专利。
同一个扭矩需求,可以通过不同的定子电流和转子励磁电流组合实现。转子励磁太强,转子铜损增加;励磁太弱,定子需要更大电流补偿,定子铜损又会上升。
控制系统需要实时寻找一个损耗最低点:定子铜损+转子铜损+铁损+逆变器损耗最低。
这比永磁同步电机多了一个可以控制的自由度,也多了一道控制难题。
励磁电机做不好,这个自由度会变成额外损耗。做得足够好,它就能让电机在低负荷巡航、高速弱磁和高功率输出之间主动改变磁场,把效率区铺得更宽。
相关研究已经在使用“定子电流与励磁电流联合优化”的方法,根据转速和扭矩实时分配两路电流。宝马没有公布自己的控制算法,但从第六代eDrive的结果看,这类多变量损耗优化必然是核心能力之一。
800V平台和碳化硅功率器件在这代电驱里也发挥了重要作用,800V并不会自动让电机本体变得高效,但在相同功率下,它可以降低系统电流,为线束、逆变器和电机的损耗优化提供更大的空间。碳化硅则能降低逆变器的导通损耗和开关损耗。
宝马还重新设计了油冷、水冷系统以及两级斜齿减速器,对齿轮几何、润滑、冷却和摩擦进行了优化。
宝马官方给出的数据是:与第五代四驱电驱系统相比,第六代eDrive的驱动系统能量损失降低了40%,重量降低10%,成本降低20%
新世代iX3后桥使用励磁同步电机,负责主要驱动;前桥使用感应异步电机,在四驱和大功率需求下参与工作。感应电机同样没有永磁体。
它在不输出扭矩时更容易降低拖曳损耗,适合作为按需介入的前桥辅助电机。后桥励磁电机承担高效率巡航,前桥感应电机提供四驱能力和峰值功率。
车辆稳定巡航时,尽量把负荷放在后桥励磁电机的高效率区;加速、湿滑路面或者需要大功率时,再让前电机参与。
宝马把励磁电机最难的一面解决了,励磁电机峰值效率天然比较低,但宝马通过精细的设计和调教,把MAP上更大面积的效率提上去了,实现了峰值效率比竞品低,工况效率更高的独特优势。
精细调教的难点,是在承担额外的转子励磁损耗的情况下,把“磁场可以自由调节”的理论优势兑现出来。需要在复杂的实际驾驶工况中,细致地标定合适的磁场强度,研发难度是很高的。
所以这次的进步很值得肯定 宝马iX3


