为什么特斯拉和通用汽车采用不同的方式冷却电动机

电动机的冷却系统似乎是一直研究不透的科学。当然更不是只需往管子里灌点防冻液，确保空气流过足够大小的散热器，一切就万事大吉了。但要确保每个部件在合适的位置冷却到合适的程度，是一门精细的科学。

最近，国外的一名专家“特恩布尔” 拆解了两台电动牵引电机，一台来自特斯拉 Cybertruck，另一台来自雪佛兰 Equinox，展示了两款驱动电机的内部结构以及冷却所需的各种部件，并指出了优缺点。

先来看看通用汽车的电机冷却方法。通用汽车的精妙之处在于其冷却方式的简洁——通用汽车没有使用复杂的管道和泵，而是将电机本身作为一种巧妙的齿轮系统，将机油向上甩入铸造的通道，然后利用重力将机油倾泻到电机上。这样可以同时冷却绕组、磁铁和铸造金属。

这种方法设计成本低且简单，因为容易发生故障的活动部件更少，也不需要消耗汽车电池的额外电量来运行任何外部冷却硬件。这也是丰田十多年前在普锐斯上使用过的老方法。

但这种巧妙的装置也有局限性，取决于电机转速，基本上就是在高速公路上飞驰时自动节流油门，但在车流中静止不动时就没那么厉害了。而且，如果在陡峭的山坡上行驶或在赛道上颠簸，该系统的“降雨式”冷却方式可能会偏离目标，这对于转速在 10,000 RPM 左右的电动机来说可能并不理想。

而特斯拉则采用了更精确的冷却方法，使用高压泵将油压入通道，油流经特定部件，例如电子绕组和磁铁，以保持其良好的冷却效果。这种冷却方法也是特斯拉能够在动力系统中使用更便宜的钕磁铁而非稀土金属的原因。

特斯拉的方法不是过度冷却电机本身（而是将油液精准地喷洒在温度最重要的位置），而是让电机外壳保持较高的温度，尽管其内部温度较低。这增加了外壳的电阻，并减少了涡流的形成。

对于那些不知道的人来说，涡流基本上是电动汽车电机旋转时磁场变化时产生的微小电流漩涡。这根本不是电动汽车独有的问题，是因为电动汽车使用磁铁为驱动电机供电。每当电机旋转时，磁场在电机内翻转时，就会搅动出不需要的微小电流环并渗入金属外壳组件。这些小磁场会产生额外的热量并浪费能量——基本上会造成效率问题，可以通过保持电机外壳温度较高并自然增加其电阻来减少效率问题。

代价是，水泵需要消耗电池能量来保持冷却。但通用汽车的方法也会产生物理阻力。不过，这要复杂一些，因为特斯拉电机中的特定通道需要额外加工，还需要额外的零件、管道和水泵本身。

简而言之：通用汽车信赖物理结构，而特斯拉采用是的更复杂的方式，在技术上更具突破性。得益于一些奇特的电气技术，特斯拉能够降低发动机内部成本，并最大限度地提升性能。

两种方法都很明智，而且肯定有效。至少，这证明了在电动汽车领域，有很多方法可以用截然不同的方式实现同样的目标。问题是：汽车制造商优先考虑效率还是简洁性？这正是解决方案的关键所在。