汽车永磁电机的优缺点(汽车永磁电机的优缺点有哪些)

2024-04-30 汽车知识

【摘要】：文/土木据CleanTechnica网站公布的2021年全球新能源品牌销量数据显示。2021年全球新能源车型累计销量近650万辆。较去年同期增长108%。特斯拉

文/土木

据CleanTechnica网站公布的2021年全球新能源品牌销量数据显示。2021年全球新能源车型累计销量近650万辆。较去年同期增长108%。特斯拉以近百万的数据遥遥领先。比亚迪则以 59.39 万辆的销量位居第 2。同比增长超过 220%。并且全球市场份额达到 9.1%。

目前的新能源车型最重要的必然是三电系统。而其中作为带着车辆前进的电机显然极为重要。而以特斯拉。比亚迪两位冠亚军选手为代表。在电机的选择上也都有所差异。欧美车企主要搭载交流异步电机。代表性车企有特斯拉。奔驰等；中国车企主要搭载永磁同步电机。代表性车企有比亚迪。理想汽车等。那两类电机究竟有何差异。促使车企选择不同呢？

从异步感应电机和永磁同步电机的内部结构就可以很明显区分两种电机技术。永磁同步电机的转子为永久磁体。英文简称PMSM。而异步感应电机的转子不是磁体而是封闭线圈。也就是俗称的鼠笼结构。英文简称ACIM。原理方面我们就不深入讲解了。

概括出它们各自的特点就是：

同步电机优点：1。转子无励磁绕组。所以无转子铜耗。因此效率较高；2。高性能永磁材料提供励磁。给定功率小。体积可以减小；3。转子转动惯量小。故动态性能好；4。低效率时较大的功率和转矩输出。

同步电机缺点：成本高。可靠性低。加工工艺复杂。机械强度差。

异步电机优点：1。无永磁高温退磁问题。可以将峰值功率。额定功率。峰值功率工作时间延长。2。电机特性受环境影响小；3。自身就具有启动高转矩。高速转矩调整；

异步电机缺点：转子磁场来自定子励磁。存在铜耗。能量转化率比永磁同步电机低。

再具体到新能源车型搭载的电机。它们的优劣就是：

交流异步电机优势：可靠性好；高转速性能好；成本易控。劣势：功率密度低（同功率水平下体积更大）；能量转换效率较低（85%-90%）；能耗较高。

永磁同步电机优势：功率密度高；能量转换效率高（90%-95%）；能耗较低。劣势：由于永磁体的加入。提高了成本；永磁体在高温。振动环境下有退磁的风险。

选择交流异步电机的车型特点：

选择交流异步电机的车型会倾向于性能优先。利用交流异步电机在高转速下的性能输出和效率优势。代表车型就是早期的Model S。主要特点：当汽车处于高速行驶时。能够保持高速运转和高效的电能使用效率。在保持最大动力输出的同时。减少能耗。

选择永磁同步电机的车型特点：

选择永磁同步电机的车型则倾向于能耗优先。利用永磁同步电机在低速阶段的性能输出和高效运转。适用于中小型车。特点就是体积小。重量轻。可以增加续航。同时它调速性能好。在面对反复启停。加减速时。能保持较高效率。

异步感应电机和永磁同步电机各有优势。所以一些主机厂就考虑综合两种电机的特性进行匹配。比如前轴搭载低速高效率的永磁同步电机。后轴搭载偏向于高速性能的交流异步电机。两者紧密配合。效率更高。

虽然电动汽车的动力系统壁垒没有燃油车高。种类也相对单一。但这两种电机都需要算法非常厉害的电控系统来操控。才能做到优秀的电耗和车辆线性的加速。而电控系统背后需要足够的电池功率。所以电动汽车的三电水平才是一辆纯电车的精髓。

总结：

永磁同步和交流异步电机从原理来说有所差异。所以两者的特性也就有所不同。交流异步电机可靠性好。高转速性能好。成本易控。永磁同步电机功率密度高。能量转换效率高。能耗较低。目前来说永磁同步电机还是会更适合后续发展。同时两者结合也是不错的选择。

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