差分機:尼古拉的雪恥

交通運輸:汽車工業致力於減少對稀土元素的依賴,這推動了一種老式電機命運的復活。

過去,異步(感應)電機的主要問題在於難以變速,現在,得益於現代半導體控制技術的發展,這已不再是問題。與此同時,感應電機的巨大優勢——除了簡便和耐用——還具有忍受寬溫度範圍的能力。爲了給豐田普銳斯的永磁同步電機提供足夠的冷卻,整車的重量顯著增加。相反地,感應電機能夠被動冷卻——因而可以省去較重的散熱器、冷卻風扇、水泵以及附屬管路

更好地是,由於能夠忍受導致永磁體退磁的溫度,感應電機可以達到更好的性能——比如超車或者爬坡時的加速。混合動力汽車,比如豐田普銳斯(Pruis)或者雪佛蘭沃藍達(Volt),必須依賴它們的汽油發動機和齒輪箱來獲得額外的動力。相反,特斯拉Roadster僅使用一個齒輪——這就是三相感應電機的靈活性。

如果採用純粹的感應電機設計,豐田可以學習特斯拉。特斯拉Roadster的微型三相感應電機重達115磅(52kg),但是其大小不超過一個西瓜,然而,它卻可以提供強勁的288馬力(215kW),印象更深刻地是,當電機從靜止到6000rpm時,可以輸出295磅-英尺(400Nm)的轉矩,這就可以取消傳統齒輪箱的使用。結果就是獲得一個重量輕、緊湊且高效的電機。

總而言之,特斯拉Roadster從電池到車輪的轉換效率高達88%,是傳統汽車的三倍。豐田擁有廣闊的工程資源,它能夠做的更好。尼古拉-特斯拉一定在某處微笑。

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譯者備註:感應電機尼古拉-特斯拉在1888年的專利

原文:《經濟學人》2011年6月4日,P136-P137

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