解密電動車馬達：平價冷卻 vs. 奢華冷卻
作者 Chen Kobe 發布日期 2025 年 10 月 16 日
和燃油引擎複雜的機械裝置相比，電動車驅動算是比較單純，它的原理和小時候玩的四驅車相同，但真正進到商業化量產領域時，依然有許多眉角，冷卻方案就是一個容易被忽略的細節。
電動車都是依靠馬達驅動，不過平價便宜的電動車和高貴奢華電動車的馬達會很不一樣嗎？知名汽車 Youtuber Sandy Munro 團隊拆解了通用汽車旗下雪佛蘭 Equinox 和特斯拉 Cybertruck，詳細研究底特律汽車大佬和矽谷出身的電車新創，在馬達冷卻方案差異有多大。
售價不到 3.5 萬美元的 Chevrolet Equinox，採用 157 kW 永磁同步馬達，最大轉速可以到每分鐘 1 萬 4 千轉；售價接近十萬美元的 Tesla Cybertruck，馬達功率則高達 310 kW，最大轉速甚至接近 3 萬轉，無論哪一種馬達，在轉速破萬時產生的熱能可想而知，這些高溫如果不排除，可能會導致馬達線圈絕緣劣化，進而造成短路、效能降低等問題。
這種程度的高溫，基本上不可能依靠自然冷卻或是風冷方案解決，而需要散熱能力更強的液冷方案，不過如何讓冷卻液帶走熱能，又如何讓它循環，就是學問所在。
特斯拉的冷卻方案和電競電腦相同，他們在馬達的外殼，打出了一整圈的冷卻油管道，冷卻油通過就可帶走熱能，沿著管路前往金屬散熱板，接著透過高壓泵浦，再流回馬達。
通用汽車使用的冷卻方案，則是一種極簡設置，十多年前 Toyota Prius C 使用過類似的概念，冷卻油通過馬達之後，依靠減速齒輪的轉動，將這些油甩飛到馬達機殼的頂部內層，再通過精心設計的孔洞自然流下，落在馬達上。
▲ GM 馬達外殼精巧的安排孔洞和路徑，讓冷卻油自然回流，落在馬達線圈和磁鐵上。
這種方式完全依靠地心引力讓冷卻油回流，不需要額外零件，自然就少了故障機率，移除高壓泵浦後，也減少了電力消耗，在甩飛、噴灑和回流的過程中，它同時完成了線圈、磁鐵和馬達機殼的冷卻工作。
當然這套無泵方案也有缺點，由於仰賴馬達轉動來甩飛冷卻油，如果長時間低速運轉（塞車時），熱循環就會不佳；此外，冷卻油從頂端落下時，是根據重力自然滴落，如果車輛行駛在陡峭斜坡，或是劇烈操駕（甩尾）時，冷卻油的分佈就會不均勻，減少散熱效果。
特斯拉的高壓泵浦、電磁閥和冷卻油管路，雖然需要耗電，又多了維修、故障的風險，但也有更多額外好處。首先，在精準控制溫度下，特斯拉馬達內部線圈和磁鐵能保持低溫，而馬達外殼則保持相對高溫，這樣就能夠減少在馬達內磁場不斷交變時產生的渦流損耗，維持馬達高效率運作。
其次，特斯拉方案可以針對馬達內的永久磁鐵加強散熱，如此一來，他們就可以減少使用稀土元素。這些稀土元素的用意就是要避免永久磁鐵過熱後，導致磁力消退的情況，在這個情況下，特斯拉的永磁馬達成本可以更低。
這兩套截然不同的冷卻方案思路，各有優劣，針對不同產品定位設計，各自展現了工程師的精彩創意，至於硬要買平價車去極限操駕的車主，自然要承擔越級打怪的風險囉。
