文/土木
據(jù)CleanTechnica網(wǎng)站公布的2021年全球新能源品牌銷量數(shù)據(jù)顯示，2021年全球新能源車型累計(jì)銷量近650萬輛，較去年同期增長108%。特斯拉以近百萬的數(shù)據(jù)遙遙領(lǐng)先。比亞迪則以 59.39 萬輛的銷量位居第 2，同比增長超過 220%，并且全球市場份額達(dá)到 9.1%。
目前的新能源車型最重要的必然是三電系統(tǒng)，而其中作為帶著車輛前進(jìn)的電機(jī)顯然極為重要，而以特斯拉、比亞迪兩位冠亞軍選手為代表，在電機(jī)的選擇上也都有所差異。歐美車企主要搭載交流異步電機(jī)，代表性車企有特斯拉、奔馳等；中國車企主要搭載永磁同步電機(jī)，代表性車企有比亞迪、理想汽車等。那兩類電機(jī)究竟有何差異，促使車企選擇不同呢？
從異步感應(yīng)電機(jī)和永磁同步電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就可以很明顯區(qū)分兩種電機(jī)技術(shù)。永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永久磁體 ，英文簡稱PMSM。而異步感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是磁體而是封閉線圈，也就是俗稱的鼠籠結(jié)構(gòu)，英文簡稱ACIM。原理方面我們就不深入講解了。
概括出它們各自的特點(diǎn)就是：
同步電機(jī)優(yōu)點(diǎn)：1、轉(zhuǎn)子無勵(lì)磁繞組，所以無轉(zhuǎn)子銅耗，因此效率較高；2、高性能永磁材料提供勵(lì)磁，給定功率小，體積可以減??；3、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，故動(dòng)態(tài)性能好；4、低效率時(shí)較大的功率和轉(zhuǎn)矩輸出。
同步電機(jī)缺點(diǎn)：成本高，可靠性低，加工工藝復(fù)雜，機(jī)械強(qiáng)度差。
異步電機(jī)優(yōu)點(diǎn)：1、 無永磁高溫退磁問題，可以將峰值功率、額定功率、峰值功率工作時(shí)間延長。2、 電機(jī)特性受環(huán)境影響??；3、 自身就具有啟動(dòng)高轉(zhuǎn)矩、高速轉(zhuǎn)矩調(diào)整；
異步電機(jī)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)子磁場來自定子勵(lì)磁，存在銅耗，能量轉(zhuǎn)化率比永磁同步電機(jī)低。
再具體到新能源車型搭載的電機(jī)，它們的優(yōu)劣就是：
交流異步電機(jī)優(yōu)勢：可靠性好；高轉(zhuǎn)速性能好；成本易控。劣勢：功率密度低（同功率水平下體積更大）；能量轉(zhuǎn)換效率較低（85%-90%）；能耗較高。
永磁同步電機(jī)優(yōu)勢：功率密度高；能量轉(zhuǎn)換效率高（90%-95%）；能耗較低。劣勢：由于永磁體的加入，提高了成本；永磁體在高溫、振動(dòng)環(huán)境下有退磁的風(fēng)險(xiǎn)。
選擇交流異步電機(jī)的車型特點(diǎn)：
選擇交流異步電機(jī)的車型會(huì)傾向于性能優(yōu)先，利用交流異步電機(jī)在高轉(zhuǎn)速下的性能輸出和效率優(yōu)勢，代表車型就是早期的Model S。主要特點(diǎn)：當(dāng)汽車處于高速行駛時(shí)，能夠保持高速運(yùn)轉(zhuǎn)和高效的電能使用效率，在保持最大動(dòng)力輸出的同時(shí)，減少能耗。
選擇永磁同步電機(jī)的車型特點(diǎn)：
選擇永磁同步電機(jī)的車型則傾向于能耗優(yōu)先，利用永磁同步電機(jī)在低速階段的性能輸出和高效運(yùn)轉(zhuǎn)，適用于中小型車。特點(diǎn)就是體積小、重量輕，可以增加續(xù)航。同時(shí)它調(diào)速性能好，在面對(duì)反復(fù)啟停、加減速時(shí)，能保持較高效率。
異步感應(yīng)電機(jī)和永磁同步電機(jī)各有優(yōu)勢，所以一些主機(jī)廠就考慮綜合兩種電機(jī)的特性進(jìn)行匹配。比如前軸搭載低速高效率的永磁同步電機(jī)，后軸搭載偏向于高速性能的交流異步電機(jī)，兩者緊密配合，效率更高。
雖然電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)壁壘沒有燃油車高，種類也相對(duì)單一，但這兩種電機(jī)都需要算法非常厲害的電控系統(tǒng)來操控，才能做到優(yōu)秀的電耗和車輛線性的加速，而電控系統(tǒng)背后需要足夠的電池功率，所以電動(dòng)汽車的三電水平才是一輛純電車的精髓。
總結(jié)：
永磁同步和交流異步電機(jī)從原理來說有所差異，所以兩者的特性也就有所不同，交流異步電機(jī)可靠性好、高轉(zhuǎn)速性能好、成本易控。永磁同步電機(jī)功率密度高、能量轉(zhuǎn)換效率高、能耗較低。目前來說永磁同步電機(jī)還是會(huì)更適合后續(xù)發(fā)展，同時(shí)兩者結(jié)合也是不錯(cuò)的選擇。
