在描述純電動車的動力系統(tǒng)的時候，我們經(jīng)常會聽到永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)的說法，而在出現(xiàn)頻率上，永磁同步電機(jī)占據(jù)著絕大多數(shù)。它們之間到底有什么區(qū)別，又分別擁有哪些優(yōu)缺點(diǎn)呢？本期新能源百科，讓我們一同來探討。

目前市面上的電動汽車共有四種電機(jī)，直流電機(jī)由于其諸多缺點(diǎn)已經(jīng)逐漸被淘汰。開關(guān)磁阻電機(jī)被廣泛運(yùn)用于商用車上，不過由于其擁有較高轉(zhuǎn)矩脈動，導(dǎo)致振動和噪聲都很大，所以未被應(yīng)用在乘用車上。而本文討論的永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)則成為了大多數(shù)乘用車所采用的電機(jī)形式。

電機(jī)特性交流異步電機(jī)永磁同步電機(jī)功率密度低功率密度高調(diào)速范圍小調(diào)速范圍大單位功率成本低單位功率成本高無退磁現(xiàn)象溫度大幅變化能引起退磁愛卡汽車網(wǎng)制表

從性能上看，永磁同步電機(jī)在瞬態(tài)仍然可以保證較高的效率（95%左右），同時有著更大的功率密度，因此適用于頻繁起停的工況以及較小的乘用車布置空間。而感應(yīng)電動機(jī)勝在成本低、可靠性更高，同時穩(wěn)態(tài)的效率也不錯（大部分工況85%~90%以上），因而在高速路網(wǎng)發(fā)達(dá)的工況以及較大的乘用車布置空間的條件下，感應(yīng)電機(jī)可以滿足需求。

從性能上看，永磁同步電機(jī)在瞬態(tài)仍然可以保證較高的效率（95%左右），同時有著更大的功率密度，因此適用于頻繁起停的工況以及較小的乘用車布置空間。

永磁同步電機(jī)所需要的釹鐵硼永磁材料是稀土資源，對于稀土資源缺少或稀土工業(yè)不發(fā)達(dá)的國家而言，車用動力電機(jī)的技術(shù)方案是與國家安全相關(guān)的。

稀土永磁產(chǎn)品

我國擁有全球70%的稀土資源，釹鐵硼磁性材料的總產(chǎn)量達(dá)到全球的80%，日本則是稀土產(chǎn)業(yè)的大國，而歐美車企的電動車若想用永磁同步電機(jī)還要考慮進(jìn)口稀土的問題。

永磁同步電機(jī)是由永磁體勵磁產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場的同步電機(jī)，永磁體作為轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，三相定子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場作用下通過電樞反應(yīng)，感應(yīng)三相對稱電流。

永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生固定方向的磁場（永磁體），定子旋轉(zhuǎn)磁場“拖著”轉(zhuǎn)子磁場（轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)動，因此轉(zhuǎn)子的速度一定等于定子的同步速，所以叫做“同步電機(jī)”。定子線圈的磁場會因?yàn)閿嚯姸В寝D(zhuǎn)子卻是磁性很強(qiáng)的永磁體，磁場并不會消失，因此稱之為——永磁（雖然隨著時間的流逝磁場會逐漸消失，但是速度也是很慢的）。

永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子繞組的電流頻率始終保持一致。因此，通過控制電機(jī)的定子繞組輸入電流頻率，電動汽車的車速將最終被控制。

交流異步電機(jī)是由定子繞組組成的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流的磁場相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)扭驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的交流電動機(jī)。

交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子滯后于現(xiàn)場速度，所以它的轉(zhuǎn)子必須比磁場旋轉(zhuǎn)得更慢。轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場以相同的方向、不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，存在轉(zhuǎn)差率，這樣可以感應(yīng)轉(zhuǎn)子電流，產(chǎn)生扭矩以驅(qū)動附加的負(fù)載，同時克服內(nèi)部損耗。

當(dāng)導(dǎo)體在磁場內(nèi)切割磁感線時，在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，“感應(yīng)電機(jī)”的名稱由此而來。感應(yīng)電流和磁場的聯(lián)合作用向電機(jī)轉(zhuǎn)子施加驅(qū)動力。

與永磁同步電機(jī)中使用永磁材料的轉(zhuǎn)子不同，感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子則通常用鋁或銅來制造。

動力電池能夠直接輸出的是高電壓的直流電，如果要使用異步電機(jī)還需要使用大功率的逆變器，把直流轉(zhuǎn)換成交流，這個過程也會產(chǎn)生一些能量損耗。而永磁同步電機(jī)可以直接用直流電驅(qū)動，所以永磁同步電機(jī)多用于經(jīng)濟(jì)型車，異步電機(jī)多用于高性能車型。

編輯點(diǎn)評：無論是永磁同步電機(jī)還是交流異步電機(jī)，它們各自都具有明顯的優(yōu)勢。不過，目前純電動車的續(xù)航里程仍然是一項(xiàng)非常重要的評價(jià)指標(biāo)。永磁同步電機(jī)的高效率更能幫助提高續(xù)航里程。而且高耐熱性、高磁性能釹鐵硼永磁體的成功開發(fā)以及電力電子元件的進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn)，使稀土永磁同步電機(jī)的發(fā)展邁向了新的高度。從目前的發(fā)展趨勢看，永磁同步電機(jī)似乎前景更好。

然而，像特斯拉在交流異步電機(jī)上的技術(shù)突破也讓此類電機(jī)在成本和功率等方面有較大優(yōu)勢，當(dāng)純電動車的動力電池技術(shù)獲得重大突破的時候，交流異步電機(jī)也有翻盤的可能。