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海尔洗衣机 | 直驱方程式跑车
7月2日，“海尔洗衣机疯狂实验室”发布直驱方程式跑车视频，工程师用直驱洗衣机同款电机组装成的海尔方程式跑车，直观的向用户展示：1台海尔直驱电机，可以驱动1辆跑车！初看此内容，第一反应是：莫非海尔也要造车？
横跨行业而都做到顶尖的故事，不乏先例。例如曾统治手机行业的诺基亚木材加工厂，后来被冠以“技术之本田”荣誉称号的活塞环厂，等等。作为课题习题：还有一家在汽车核心零部件产业拥有统治力的厨具制造商，大家猜猜是谁？
当年以砸冰箱来强调质量至上的海尔，如今已经做到了家电行业的顶尖，那么它是否真的有进军汽车行业的想法呢？咱们先分析一下洗衣机驱动赛车的事件本身吧。
洗衣机驱动赛车，能跑多快？
从公开信息得知：车重600kg，使用的是斐雪派克(Fisher&Paykel)直驱电机，功率660W，扭矩45Nm。根据汽车动力学方程：
考虑平地，没坡度，划掉第2项；车速估计快不哪去，忽略第4项；再两边同时乘以速度，就变得简单啦：
既然是赛车，轮胎、路面条件应该都不错，就以摩阻f=0.015来算吧，这样算出来：只装一个电机的最高时速差不多为27km/h。毕竟电机功率才660W，车速较低也情有可源。与之相比，特斯拉Model 3使用的电机功率是300kW，足足大了500倍。看来，如果要真枪实弹地上赛道的话，一个斐雪派克直驱电机不够，得多装几个。
从上述分析来看，海尔并不是计划造车，而是想突出一下斐雪派克直驱电机的优点。那么，这个电机有何特别呢？
海尔的直驱电机，有何特别？如果对电动汽车感兴趣，应该对汽车行业常用的两种电机比较感兴趣：永磁同步电机(PMSM: Permanent Magnet Synchronous Motor)与交流感应电机(IM: Induction Motor)。
最初主要是特斯拉与蔚来汽车使用IM，除此之外的国内电动汽车，全部使用PM，就像苹果与安卓一样，俨然是分成了两大阵营。后来大家发现对立不如融合，特斯拉最新车型Model 3与蔚来最新车型ES6，都是同时使用了PM与IM。
除了PM与IM之外，在电动汽车发展的更早期，有学者还考察了直流电机与开关磁阻电机(SRD:Switched Reluctance Drive)的应用潜力，主要特征如下表所示：
只要知道海尔电机属于哪一类，就可以大体判断出来，它是否适合用来驱动赛车了。
那么问题来了，斐雪派克直驱电机属于哪一类呢？从名字来看，既看不出是永磁还是励磁，也看不出是直流还是交流……
别慌，我们可以找到斐雪派克官网，到达产品手册这一栏。根据45Nm扭矩这一指标，很容易找到使用的电机型号是MB 45T.
下载产品手册，电机的结构图画得清晰美观。
从产品手册中得知，这是三相永磁电机，有36个转子磁极(rotor poles)和27个定子线圈(stator poles)，最高转速1400rpm，最高效率79%。电机采用的驱动控制方法是无传感器的矢量控制(Vector sensorless control)。
矢量控制是蕴含着人类智慧结晶、体现着化繁为简精神的一种控制方法。简单来说：
- 定子有个磁场，转子也有个磁场；
- 电机要想转起来，就是控制电场控制磁场的变化，吸引另外一个磁场，链条就是电流 → 磁场 → 力 → 转矩 → 速度；
- 难度在于，就像追女生一样，俩磁场靠太近了没吸引力，离太远了没吸引力，再加上转速这么快真的很难控制……
- 1970年左右达姆施塔特工业大学与西门子提出了Park变换，一下子化繁为简了，世界清净啦！
好吧，我承认几句话也很难讲出其中的精妙之处。
总而言之，海尔洗衣机用的斐雪派克直驱电机，与电动汽车行业常说的永磁同步电机(PMSM)是极其相似的。特点是：效率高(省电)、功率密度高(小体积大动力)、可靠性高。当然，成本也高。
用直驱电机造洗衣机，是“大炮打蚊子”吗？即便在对电机综合性能要求最高的汽车行业，PM电机在控制方法方面，非常精妙且具有艺术感，也为它带了很大的优势：功率密度、效率、可靠性方面都是佼佼者。就连一开始选择了IM电机路线的特斯拉与蔚来汽车，从去年也开始启用PM电机。
那么问题来了，斐雪派克直驱电机与车用PM电机极其相似，是“大炮打蚊子”吗？有必要吗？就像全铝车身的汽车不一定更好一样，为科技感而硬上科技的事情，要不得。
调查发现，在海尔2012年收购斐雪派克，将直驱电机用到洗衣机上之前，国内大部分洗衣机都用的单相串励电机 皮带传动[3][4]。为两种电机做个对比：
- 效率：直驱电机效率高达80%，远高于单相串励电机 皮带传动。效率高是“大炮打蚊子”吗？并不是，因为效率高对洗衣机来说，意味着省电；对电动汽车来说，意味着续航高。
- 功率密度：直驱电机功率密度远高于单相串励电机，意味着在同样重量/同样体积的情况下，可以容纳更高功率、提供更强劲的动力。功率密度高是“大炮打蚊子”吗？并不是，因为功率密度高着对洗衣机来说，意味着动力强劲；对电动汽车来说，意味着减少车重、灵活的整车布置、提高续航。
- 转矩控制：单相串励电机往往采用VF控制，在负载变化时容易引起转矩与转速的振荡[5]；而直驱电机的矢量控制就非常鲁棒歌德。转矩控制精确是“大炮打蚊子”吗？并不是，对洗衣机来说，转矩控制精确，可以提供精准控制内筒摆动与摇篮柔洗功能；对电动汽车来说，要是踩油门的转矩控制不精度，这车就没法开了。
从上述三点来看，斐雪派克直驱电机(或者说车用PM电机)的优势，无论是在洗衣机上，还是在电动汽车上，都能得到恰如其分的体现，并不是大炮打蚊子。
海尔的“疯狂实验室”节目，应如何看待？作为家电巨头，海尔能够拥抱时代变化，一改伟光正但枯躁乏味的广告形式，做一些喜闻乐见的内容形式，个人觉得这种态度还是值得称赞的；用洗衣机来驱动赛车这种脑洞选题，也是非常有创意，投入估计也不小。
但是，这个视频呈现得也太太太简单了吧：我们计划用洗衣机电机驱动赛车 → 我们做到了 → 咱们下期见。额，没有一点戏剧性的吗？
我搜索“海尔疯狂实验室”，发现视频做了不止一期。每期选题都挺有意思，但在戏剧表达上都很平淡：我们要做啥 → 我们做到了 → 咱们下期见。例如“生撕海尔激光焊接内筒的2辆越野车：完败！”
其实，如果能在戏剧性上仔细策划，应该能获得好上百倍的效果。就比如说，用洗衣机电机驱动赛车这个创意，其实不比“办公室小野饮水机煮火锅”差。但从效果上来说，办公室小野凭借办公室拘谨压抑的环境和不羁狂放的创意形成的反差戏剧感，让她在Youtube上完成了华人圈数一数二的世界级传播。
办公室小野成名之作，脑洞大开，饮水机煮火锅
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