和我们一起重新思考汽车
大家好，我是电动车公社的社长。
开过新能源车的朋友们都知道，新能源车最大的优势之一，就是电机极快的动力响应和极佳的平顺性。
当然，前后双电机超高的输出功率，也带来了比肩跑车的0-100km/h加速时间。只需要1/4的价钱，就能体验到“上天”的感觉。
但有意思的是，同样是三四秒的车，跑车往往能跑到300km/h、甚至更快，但绝大多数新能源车的极速，却停留在200km/h。
只有极少数非常注重性能的车型（比如保时捷Taycan Turbo S），才能做到堪比燃油车的极限速度。
这背后，除了这些高性能电动车有着更大的推重比（马力和车身重量的比值）之外，也和电池、电机的散热水平有着直接的关系。
毕竟温度高了之后，电池和电机的功率都会受限，也会直观影响到车辆的性能。
巧的是，之前极氪001和零跑C11也分别曝出了更换电机的消息。
极氪001是在原有日电产电机的基础之上增加了新的威睿电机，冷却方式也从油冷换成了水冷；
零跑C11却反其道而行之，低配和中配车型的电机从水冷换成了和高配一样的油冷。
好家伙，这可着实迷惑了不少人：到底是水冷好，还是油冷好？
于是乎，大家分成了两派。有水冷老车主想要换新油冷的，也有新车主想要换回老水冷的，各说各的理。
那么，电机用水冷和油冷，到底有什么区别？
今天，我们就来好好聊一聊。
01. 电机为什么需要散热？
如果大家比较关注参数，会发现新能源车的电机和应用在其他领域的电机一样，往往有两个指标：一个叫额定功率，一个叫峰值功率。
其中车企普遍宣传的都是峰值功率，它也是影响新能源车加速性能最关键的指标。
峰值功率的高低，决定了一台车完成0-100km/h加速的时间到底是4秒还是10秒。
一般来说，300kW的输出功率跑进5秒是板上钉钉的事，200kW也基本在5-7秒徘徊。
而电机的峰值功率要比发动机强太多，但也的确有一个劣势：
不比长时间输出峰值功率的发动机，电机输出峰值功率的时间，基本只有短短的10秒左右！
就好像打了鸡血一样很猛，但效果一消失，就被打回原形了。毕竟大招不能一直放。
而“打回原形”之后能够长时间输出的功率，就是电机的额定功率了。
一般来说，“鸡血”比较好用的电机，峰值功率能达到额定功率的3-4倍；
而“鸡血”一般般的电机，峰值功率仅有额定功率的1.5倍左右。
所以在针对整车的国家标准中，就会有两个车速。
一个是最高车速，也就是在水平良好的路面上能够跑到的最高行驶速度，会用到峰值功率；
另一个则是30分钟最高车速，也就是能持续运转的最高车速，这时候用到的才是额定功率。
那肯定有小伙伴会问了：那为什么不能多打几次“鸡血”，让最高车速变得更高一些呢？
根据电机的万有特性曲线，我们知道：
在电机疯狂高速运转的时候，效率会从平时的90%左右逐渐降低到80%。甚至在达到最高车速时，只有不到70%的效率。
而这剩下的30%，就会被转化为热能。
如果这些额外的热量不能顺利排出的话，就会导致永磁电机的永磁体退磁，磁性减弱后会产生不可逆的损伤，性能会下降。
更严重的，会降低电机定子绕组的绝缘，再极端一点的甚至会烧毁整个电机！
所以为了保护电机，也为了避免更大的安全隐患，车企往往会实时监测电机的温度，在温度达到一定值时主动降低功率输出。
这也是为什么电动车的30分钟车速和最高车速，差距比较大的原因。
但峰值功率越大的电机就越能产热，散热的需求也会越大。只有温度监控，是远远不够的。
想让车主随时随地“地板电”，就需要一套冷却系统来给电机降温。
就拿保时捷Taycan来说，工程师居然用上了一套复杂无比的水冷系统。它包含高中低温三套独立的热管理系统回路，分别负责乘员舱、电机和电池。
单从3个冷却液泵、6个冷却液阀、2个风扇和10个冷却液温度传感器就能看出，设计之初就是为了给三电系统散热用的，甚至还用上了制冷的空调循环为水冷系统降温。
更夸张的是，在一个零件边上居然缠着4种不同回路的水管！
最终的结果，是保时捷Taycan能够像911一样连续完成26次0-200km/h弹射起步测试，最后一次和第一次的成绩也仅仅差了0.8秒而已。
这一点，还没有量产电动车能够做得到。
可以说，保时捷Taycan Turbo的原型车能够在纽博格林北环完赛、并获得7分42秒的圈速，这套水冷系统功不可没。
02. 油冷和水冷，有什么区别？
既然连售价百万的保时捷Taycan都用上了水冷，那是不是水冷要比油冷好？
其实不能一概而论。
我们知道，只要介质内或者介质之间存在温度差，就一定会发生传热现象。
就比如我们在摸热水的时候会觉得烫，就是因为热水把温度传到了手上，从而被身体的温度感受器感知到的结果，但摸37℃的水却不会有明显的感觉。
但传热也有快慢之分。
就比如我们想迅速晾凉一杯热水，用嘴吹就没有电风扇凉得快。而且用风吹要很久，还不如把杯子泡在凉水里，半分钟就能凉下来。
最快的方法，还是直接在里面加冰块，尤其是那种“不锈钢冰块”，凉下来都用不了几秒钟。
（此处应有带货链接）
这三种方法，就对应着电机的三种冷却方式。
风冷凉得最慢，所以适合宏光MINI EV这种输出功率不高的微型车；
水冷则是用冷却液充满电机壳体内部的水道，从而把电机的热量带走。这样做的好处是可以和电池包共用一套冷却液，能够节省成本。
但水冷的缺点也比较明显。
由于电机的高温部分主要集中在定子绕组的端部，热量要通过绝缘层、定子外壳和水道才能被冷却液带走，这无疑会影响散热的效果。
而且由于额外的水道，电机的体积也会增加。
大概也只有财大气粗、还不在乎空间利用率的保时捷，才能用变态的工程能力不计成本地增加水道面积，从而给电机降温吧。
所以绝大多数需要控制成本的车企，就把“黑手”伸向了传统燃油车的变速箱油。
这种油不导电、不导磁，具有良好的绝缘性能，可以直接深入到电机内部和电机的转子以及定子绕组进行更完全的热交换，散热效率往往比液冷要高出一个量级。
更何况，冷却用的变速箱油还可以和新能源车的单速变速箱共用。节省空间不说，又能省下一个油泵的钱。
有研究表明，在相同工况下，油冷电机的内部各温度比水冷电机的内部温度要低15%以上，油冷电机达到热平衡的时间会更短。
但事实上，也不是所有的油冷都比水冷要好，关键还是要看设计。
因为电机在运转的过程中，绕组的端部往往是发热最严重的区域，差不多能占到电机热量的40%。
第一代的油冷技术也正是在这里浇油，才能及时地把这部分热量带走。
然而另外60%的热量往往埋在电机深处，只靠表面冷却是没办法迅速带走的。
就好比盖着棉被开空调，外面是凉快了，但被子里还是热的一个样。
所以第二代的油冷技术往往会在电机的定子里面布置毛细血管一般的油路，再通过油泵这颗大心脏把油泵出，从而达到比水冷更强的散热效果。
至于毛细血管怎么布置，就是各家车企和电机供应商的独门专利了。
总结一下，电机采用水冷和油冷没有绝对的谁好谁坏。但在技术水平和散热能力上，的确是油冷略占优势。
对于车企来说，同等条件下，油冷电机的成本也往往比水冷电机要更高一些。
但极氪001或许是个例外。
根据官方的售后价目表，或许是效率更高、转速也更高的缘故，威睿的水冷电机反而要比峰值扭矩更大的日电产油冷电机要贵1万块钱。
怎么选，估计大家看到这里也就有数了。
至于保养哪个更费钱的问题，其实水冷电机的冷却液要和电池冷却液一起更换，油冷电机的ATF油要和单速变速箱一起更换，并不会给车主增加额外的成本。
以及这个单速变速箱的ATF油，许多车企并没有在官方保养手册里注明需要更换。
毕竟连频繁换挡的宝马燃油车，都敢号称自己的变速箱终身免维护。（但谁要是当真了，谁就输了
完全密封且不需要换挡的新能源车，又有什么可担心的呢
03. 写在最后
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