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在电动汽车领域，高速行驶时的能耗问题一直是亟待解决的难题。许多车主反映，市区行驶时电耗较低，但一旦上高速，续航能力显著下降。这一现象的根本原因之一是永磁同步电机在高速区间效率的结构性下降。
而比亚迪新公开的“可变磁通量永磁电机”专利，犹如为传统电机配备了智能调节器，使电机能够在不同速度下自动调节磁场强度，从而保持更高的效率。这一专利的问世，标志着电动汽车续航管理将进入新的可控阶段。
传统永磁同步电机的磁场强度基本固定，低速时提供大扭矩，但在高速时由于磁场过强，会产生巨大的反电动势。为维持高速运转，电机一定要通过弱磁控制来抑制磁场，这一过程会导致效率显著下降。因此，当车速超过120km/h时，许多电动汽车的能耗急剧上升，原因主要在于电机几乎是在逆着自身的磁力工作。
可变磁通量电机的核心在于使电机的磁场强度不再固定。比亚迪通过一系列可控磁通结构，包括磁性材料的可控饱和、磁路开关设计和辅助励磁等技术，使永磁电机的磁通强度可以依据工况自动调整。简单来说，这相当于给电机增加了一个可变气门，使电机能够在不同工况下调节磁场强度，来提升效率。
在低速状态下，可变磁通量电机会增加磁通强度，以提升起步和低速扭矩。当车速上升时，磁通强度会自动降低，减少磁阻和反电动势，使电机能够轻松达到更高转速，并保持更高的效率。
通过降低高速时的磁通强度，可变磁通量电机减少了弱磁电流的需求，不仅降低了发热，还明显降低了能耗。因此，在高速区间，可变磁通量电机的效率可从85%提升至92%-95%，这将直接提升高速续航表现。例如，原本高速续航仅为300公里的电动汽车，采用可变磁通技术后，续航里程可提升至330-350公里。对于经常跑高速的普通用户来说，这在某种程度上预示着不再需要因为掉电而“龟速行驶”，能保持更高的车速，从而缩短长途旅行的时间。
与业内已有的可变磁通方案相比，比亚迪的方案更为务实。例如，励磁同步电机虽然也能实现磁通量的调节，但其结构较为复杂、重量较大、功率密度较低，并且需要额外的励磁能耗。而比亚迪的专利主要是在现有永磁电机的基础上进行磁路优化，通过对磁通路径的可控设计实现磁通调节，无需彻底改变供应链或电机架构。
然而，这项技术的量产也面临诸多挑战。首先，可变磁通量电机的磁路结构复杂度大幅度的提高，设计中必须精确模拟磁通在不同工作状态下的走向，确保磁饱和、磁滞和温度特性均在可控范围内，每个结构部分都要重新考量。
其次，控制策略的复杂度也明显地增加。磁通量可变意味着电机控制器需要实时监测磁链变化，并根据车速、电流和温度等状态不断调整控制策略。传统永磁电机的控制相对线性，而可变磁通带来的是非线性变化，控制管理系统一定要具有更强的算力和更复杂的模型。这就像从简单的手动变速箱变为10速自动变速箱，每一个换挡点都需要精准控制，否则效率可能不升反降。
此外，可变磁通量电机在高温下的性能衰减、材料寿命和磁疲劳等问题也需要长期验证。永磁体在高温下磁性会减弱，而可变磁通结构可能会引起某些区域一直处在磁饱和状态，这对电机的寿命提出了严格要求。为了确认和保证电机在20万公里以上保持一致性能，有必要进行大量耐久测试。
最后，成本也是一定要考虑的因素。相比普通永磁电机，可变磁通量电机需要特别的材料、更高精度的制造工艺以及更强的控制器算力，这将导致成本上升。如何在规模化量产后平衡成本与性能，是比亚迪未来要解决的问题。
小编观点：比亚迪的可变磁通量电机是一项创新设计，使永磁电机从固定磁力走向智能磁力调节，一方面提升了电动汽车的高速续航表现，另一方面增加了性能上限。类似于从传统固定齿比变为自动变速箱，但其工艺、寿命和成本等问题仍需进一步验证。大家对这项新技术有何看法？欢迎讨论。
