有數(shù)據(jù)顯示，如果電動(dòng)汽車(chē)效率提高2%-3%，每輛車(chē)就可以為車(chē)企節(jié)省數(shù)百美元，使其成本接近燃油車(chē)。更重要的是，這也可以提升車(chē)企的盈利能力。

在此背景下，車(chē)企和供應(yīng)商正在加大對(duì)電機(jī)（俗稱“馬達(dá)”）技術(shù)研發(fā)的投入。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)汽車(chē)行業(yè)把產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的目標(biāo)聚焦在某一個(gè)零部件時(shí)，該零部件通常會(huì)變得更小、更輕、更簡(jiǎn)單、更強(qiáng)大、更高效。

　　效率決定成本

“這是發(fā)動(dòng)機(jī)能量損耗的問(wèn)題，目前我們已經(jīng)開(kāi)始著手優(yōu)化工作，也在加大研發(fā)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制。”通用汽車(chē)總裁馬克·魯斯（Mark Reuss）表示，“在汽車(chē)行業(yè)，我們可以和同行相互學(xué)習(xí)，在這方面也一直做得很好。”

與大多數(shù)汽車(chē)制造商和供應(yīng)商一樣，通用汽車(chē)正在為電機(jī)技術(shù)的研發(fā)投入大量資金，目標(biāo)不僅是在運(yùn)用更少的電力和原材料的情況下更有效的運(yùn)行，同時(shí)還要降低制造成本。

硅谷初創(chuàng)公司圖拉科技(Tula Technologies)為通用汽車(chē)的大型皮卡和SUV設(shè)計(jì)了現(xiàn)代汽缸失活系統(tǒng)，公司即將完善一種名為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)態(tài)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的節(jié)能策略，原理是為電機(jī)提供脈沖電流，最終提高電機(jī)效率。

圖拉科技動(dòng)態(tài)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和工程高級(jí)副總裁約翰·富爾斯特（John Fuerst）說(shuō)，“電池行業(yè)真正決定收益百分比的方式是每千瓦時(shí)的成本。通用Bolt的電池成本是7200美元，如果縮小3%就可以少花216美元。”

對(duì)于正在竭力減少開(kāi)支的汽車(chē)制造商而言，節(jié)省幾百美元是十分艱難的，這就是它們正在進(jìn)行提升電機(jī)效率和控制電動(dòng)設(shè)備競(jìng)賽的原因。

　　發(fā)展有跡可循

事實(shí)上，電機(jī)已經(jīng)有近200年的歷史。在交通運(yùn)輸中，電機(jī)為從踏板車(chē)到火車(chē)頭的多種車(chē)輛提供動(dòng)力。然而，除了豐田普銳斯和雪佛蘭Volt等混合動(dòng)力汽車(chē)外，電機(jī)在過(guò)去120年左右的時(shí)間里并未得到普及，原因是汽油的能量大且成本低。

隨著電動(dòng)汽車(chē)逐漸搶占燃油車(chē)的市場(chǎng)份額，情況正在發(fā)生變化。英國(guó)供應(yīng)商GKN電力轉(zhuǎn)動(dòng)部門(mén)總裁德克·凱塞爾格魯伯(Dirk Kesselgruber)認(rèn)為，電機(jī)的發(fā)展速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于內(nèi)燃機(jī)，后者已經(jīng)持續(xù)發(fā)展了一個(gè)多世紀(jì)。“我不認(rèn)為電機(jī)會(huì)用這么長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到最佳狀態(tài)，”凱塞爾格魯伯說(shuō)。

“電機(jī)有很長(zhǎng)的歷史，也有很多相關(guān)知識(shí)可供學(xué)習(xí)。”凱塞爾格魯伯解釋道，在汽車(chē)行業(yè)，我們關(guān)注兩個(gè)方面。首先是電機(jī)的效率，需要多少能量才能轉(zhuǎn)化成扭矩；其次是成本，包括電機(jī)尺寸、接觸關(guān)鍵材料程度、冷卻和熱管理等方面。

美國(guó)能源部表示，電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能源損失約為15%到20%，而汽油發(fā)動(dòng)機(jī)這一數(shù)據(jù)為64%到75%，其中部分損失由摩擦引起，其他的則為熱損失。因此，提高效率不僅是減少電機(jī)和齒輪箱內(nèi)部的摩擦，還包括減少電動(dòng)機(jī)的重量和尺寸以控制熱量，進(jìn)而適應(yīng)車(chē)輛的需要。

　　技術(shù)逐漸成熟

相比內(nèi)燃機(jī)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速更快且呈現(xiàn)不斷提升的趨勢(shì)，這意味著轉(zhuǎn)子、定子和磁鐵必須非常強(qiáng)大，以保證安全。

通用汽車(chē)負(fù)責(zé)電氣化戰(zhàn)略和電池工程的總經(jīng)理蒂姆·格雷(Tim Grewe)說(shuō):“在如何控制磁鐵并實(shí)現(xiàn)高速行駛方面，需要進(jìn)行大量的調(diào)整和工程設(shè)計(jì)。”格雷參與了通用汽車(chē)生產(chǎn)的每一款電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)，從90年代末的EV1到凱迪拉克Celestiq。

目前，通用汽車(chē)已經(jīng)投入了大量的資源，研究如何優(yōu)化電機(jī)中的磁鐵。“從設(shè)計(jì)層面來(lái)說(shuō)，我們通過(guò)使用更少的稀土來(lái)制造更好的發(fā)動(dòng)機(jī)。”格雷說(shuō)，“我們進(jìn)一步完善了磁模型和三維磁計(jì)算能力，只在關(guān)鍵位置直接將關(guān)鍵稀土涂在磁鐵上，因?yàn)榇盆F的強(qiáng)度就是扭矩。”

值得一提的是，在短短三年內(nèi)，汽車(chē)零部件供應(yīng)商博世的工程師將一款電動(dòng)機(jī)的尺寸縮小了近50%。他們將電機(jī)、逆變器和變速器集成到一個(gè)沖壓外殼組成的單元中，從而降低了制造和材料成本。

此外，博世還在尋找減少稀土磁鐵使用的方法。博世電機(jī)產(chǎn)品經(jīng)理阿圖羅·瑪雅（Arturo Maya）表示:“磁鐵相當(dāng)于電機(jī)成本的一半，因此有很大的改進(jìn)潛力。另外，稀土材料也非常重要，我們希望能夠以更優(yōu)惠的方式獲得。”

業(yè)內(nèi)人士表示，電池組是電動(dòng)汽車(chē)中最昂貴的部分，提升電機(jī)效率可以讓車(chē)企在不影響行駛里程或性能的情況下減小電池尺寸，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本，這有利于電動(dòng)汽車(chē)的快速普及和發(fā)展。