豪华品牌用双电机，性能之外还要节能

前段时间有个知乎热门话题，讨论专访李斌时他的一个观点：电动车还出单电机就是耍流氓。

蔚来绝对不出单电机。
因为这不符合逻辑，你电动车还出单电机就是耍流氓。因为双电机解决了一个汽车以前从来没有做到过的事情，就是动力系统的一个当务之急。因为只要是机械的东西，就一定有失效概率，不管是十万分之一还是百万分之一，飞机一个发动机和两个发动机是不一样的，特别是你结合 ADAS 去看这件事情，必须要有冗余，就能理解这个逻辑了。

这段话引来了各种分析，有人说是功能安全的考量，有人说就是一个冗余，也有人完全不以为然。最近两年我也参加了几个量产新能源车的电机选型工作，包括单电机/双电机/轮毂电机的的选择，也包括是否需要使用变速箱的问题，正好可以借着这个话题全方位聊聊单电机是如何耍流氓的？或者说蔚来目前为什么不出单电机车型？

首先我们讨论这个问题的前提是蔚来高端电动车的定位。蔚来总裁秦力洪也对李斌的论点进行过补充，认为比较严谨的说法应该是：高端电动车做单电机就是耍流氓。”

蔚来定位高端这个事情其实也有数据支持。最近蔚来在中国的平均开票价在45万左右，远高于奥迪的平均34万左右的开票价，因为奥迪主要卖的是30万左右的A4，SUV主要卖Q3和Q5。而相对于同价位其他豪华品牌，目前蔚来的高端更体现在对用户体验的关注上，从NIO house，NIO App到各种加电换电服务，蔚来最初烧钱很厉害的一个原因，恐怕就在于培养用户黏度上花了大心思。

豪华品牌的用户体验提升，这正是双电机的优势所在。

第一个优势，双电机带来的产品可靠性大幅上升，用户极难被故障撂在半路上，注意，这里说的是可靠性而不是功能安全。

需要澄清一个概念，汽车上的关键电控系统一般都有两大块保护逻辑：

一块逻辑是诊断，这部分是用来保护硬件以及正常功能执行的，保证在某些硬件出错的情况下不会进一步导致其他硬件损坏，或者在某些功能不可用的情况下提醒驾驶员。这也是为什么当你看到下面某些小黄灯或者小红灯亮起的时候，就需要去4S店进行维修了。

另一块保护策略则是功能安全，这部分是用来保护人身安全的。

诊断和功能安全看起来相似，但是有着完全不一样的功能和设计宗旨。功能安全用来保护人身安全，在设计逻辑的时候最大宗旨就是避免不可控的安全事件发生（比如意外加速度），这时候用户的体验不值一提，大多数功能安全保护触发一定会把你撂在路上车子彻底瘫痪，因为停车往往是最安全的一个状态。

而诊断的宗旨则是在车辆尽可能可用的情况下保护硬件以及警示驾驶员。这也是为什么车上已经亮起了很多黄灯甚至红灯，你可能还可以继续驾驶的原因，诊断在考虑硬件保护的同时需要维护用户的体验，毕竟谁也不想被撂在半路上。

双电机在功能安全方面可以说完全不会降低风险，因为毕竟多出来一个驱动源，但是可以大大增加硬件出错时的整车可用性。电机虽然寿命长，但确是一个特别娇气容易触发诊断保护的部件。高速驱动电机转速高：很容易超过15000转，控制频率高（微秒级别）且控制精度高，任何一个电流，转速，温度，电压传感器出错都会导致动力立刻中断，而温度稍高也会导致电机动力限制，这个时候双电机的优势就体现出来了：当一个电机动力受限甚至完全动力中断的时候，另一个电机依旧可以保证完全够用的动力输出，直到车辆被送去维修。相反单电机则很容易把你撂在半路上。

双电机的第二个优势，两个电机相比单电机在提供驾驶自由度的同时，还会更节能。

蔚来目前采用的永磁同步电机+感应电机的组合，是目前最为平衡的一个搭配。

效率更高响应更快的永磁电机被用作主驱动电机，在类似经济模式，或者城市低速驾驶的情况下永磁同步电机可以单独驱动，提供完全够用的扭矩。大扭矩但是响应速度相对较慢的感应电机则在需要额外动力或者四驱模式的工况下介入，其他情况则可以处在完全待机状态。

感应电机在待机状态下相对永磁同步电机的优势就是节能。下图是蔚来240kW的感应电机，采用了铜转子材料。

节能的原因在于感应电机转子不含永磁铁，于是在定子不通电的待机状态下转子哪怕跟着车轮旋转也不会产生感应电动势，但是永磁电机则不可避免这种情况，除非添加离合器的结构断开和车轮的连接。对于永磁电机来说，为了克服感应电动势我们需要对电机进行电流控制，哪怕是在电机待机的状态下，这也是为什么永磁电机空转损耗要远高于感应电机的原因所在。

如果辅助驱动电机经常处于待机状态下，使用感应电机还是永磁电机可能会造成电耗/续航几个百分点的差距。要知道在研发中我们经常为了零点几个百分点的能耗改进而绞尽脑汁，几个百分点的能耗改进会带给用户明显的续航提升感受。

高得多的用车可靠性，更多的动力驾驶自由度，以及更长的续航里程/更低的能耗，这些是双电机相比单电机带来的直接优势。而这些优点，对于定位豪华车的蔚来，尤其是定位以用户为绝对中心的蔚来来说，绝对是至关重要的。这些也正是单电机“耍流氓”的原因所在。

当然除了不对用户「耍流氓」，坚持双电机策略对于蔚来还有更深远的意义。

首先双电机让蔚来更容易实现轻量化，也省去了中短期做电机变速箱的工作。这点显而易见，双电机在实现百公里加速5秒内的同时，每个电机都不用做的很大。同时还避免了一个经常让我们头疼的问题，就是电机变速箱或者减速比的设计，电机减速比过大会导致极速过低效率不高，而减速比过小会让轮端扭矩不够高=起步加速性能弱，这也是为什么很多使用单电机的OEM正在研发多挡位电机变速箱的原因所在。蔚来双电机的策略则完全没有这种担忧，每个电机都可以针对各自的工作区间做相对自由的减速比设计，也很少需要添加额外的变速箱机构。下图红色圈内是蔚来电机集成的减速箱设计。