【中國傳動(dòng)網(wǎng) 行業(yè)動(dòng)態(tài)】 當(dāng)人們以為，特斯拉將沿襲三相感應(yīng)電機(jī)的傳統(tǒng)，在最新的Model3車型上，特斯拉公司卻選用了三相永磁電機(jī)。此前，ModelS與ModelX采用三相感應(yīng)電機(jī)。如今卻換用永磁電機(jī)，這是為什么呢？我們一起先來了解一下感應(yīng)電機(jī)和永磁電機(jī)。

采用永磁電機(jī)的特斯拉Model3

什么是感應(yīng)電機(jī)/永磁電機(jī)？

大體上電機(jī)可以按照按工作電源、結(jié)構(gòu)及工作原理、起動(dòng)與運(yùn)行方式的不同以及用途的不同來分類。其中適合于新能源汽車的驅(qū)動(dòng)的電機(jī)主要有永磁同步電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)三大類。在此，我們先用一張圖來概括一下按結(jié)構(gòu)及工作原理方法歸類的電機(jī)。

按結(jié)構(gòu)及工作原理方法歸類的“電機(jī)族譜”

感應(yīng)電機(jī)就是咱們經(jīng)常說的交流異步電動(dòng)機(jī)，它是一種由定子繞組之后形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)互相發(fā)生物理作用之后產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)子旋轉(zhuǎn)的一種電動(dòng)機(jī)類型。而永磁電機(jī)主要是指永磁同步電動(dòng)機(jī)。

感應(yīng)電機(jī)（交流異步電動(dòng)機(jī)）

永磁同步電機(jī)

如果轉(zhuǎn)子繞組中的電流不是由定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)的，而是自己產(chǎn)生的，則轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)無關(guān)，而且其磁極方向是固定的，那么根據(jù)同性相斥、異性相吸的原理，定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就會(huì)拉動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，并且使轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)及轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)“同步”旋轉(zhuǎn)。這就是同步電動(dòng)機(jī)的工作原理。毫無疑問，同步自然控制起來更方便一點(diǎn)。

到底哪種電機(jī)主宰市場(chǎng)？

為了能讓大家更加簡(jiǎn)潔明了get到這兩種電動(dòng)機(jī)各自的特點(diǎn)，我們匯總了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)制成表格供您參考。用最概括的說法來描述便是，感應(yīng)電機(jī)會(huì)更加適用于高性能高速的工況，而永磁同步電機(jī)則更適用于頻繁啟停的工況。

感應(yīng)電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)

永磁電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)

如果比較關(guān)注國內(nèi)新能源汽車的粉絲們可能會(huì)有這么一個(gè)印象，就是歐美比較喜歡使用感應(yīng)電機(jī)，而國內(nèi)的大多數(shù)廠家喜歡采用永磁同步電機(jī)。來自大洋彼岸的特斯拉ModelS與ModelX就是最好的例子，但國內(nèi)的蔚來ES8與江鈴E200S這兩款車同樣搭載感應(yīng)（交流異步）電機(jī)，除此之外，很難覓得感應(yīng)電機(jī)陣營的車型了。例如比亞迪秦EV、宋EV、吉利帝豪EV、榮威ERX5、寶馬i3等大部分純電動(dòng)車都是搭載永磁同步電機(jī)。

使用感應(yīng)電機(jī)的蔚來ES8

結(jié)合上面的表格，永磁同步電機(jī)目前占據(jù)大半壁江山的原因似乎很簡(jiǎn)單，在大體相同的技術(shù)水平下，永磁同步電機(jī)除了弱磁控制以外，無論轉(zhuǎn)矩密度、功率密度還是效率都比感應(yīng)電機(jī)表現(xiàn)要好，從而可以提高能源效率，增加續(xù)航里程，這無疑直擊當(dāng)下純電動(dòng)車的最大痛點(diǎn)。同時(shí)，永磁同步電機(jī)在瞬態(tài)仍然可以保證95%左右較高效率，加上體積小，重量輕，因此適用于頻繁起停的工況以及較小的乘用車布置空間。此外，永磁電機(jī)不需要感應(yīng)電機(jī)那般的高效和復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)，這有利于整車的設(shè)計(jì)制造。

且既然現(xiàn)在以市場(chǎng)導(dǎo)向?yàn)橹?，國?nèi)許多品牌之間的電機(jī)其實(shí)是沒有區(qū)別的，除了特斯拉、比亞迪、榮威擁有自己的電機(jī)，其它廠家暫時(shí)都是選擇供應(yīng)商提供的電機(jī)，所以再渠道方面是比較單一的。

此外，除了上述技術(shù)市場(chǎng)的部分因素，還有一大原因不容忽視，上文提到的永磁同步電機(jī)所需要的釹鐵硼等永磁材料是重要的稀土資源，對(duì)于稀土資源缺少或稀土工業(yè)不發(fā)達(dá)的國家而言，這就非常尷尬了，我們知道，車用動(dòng)力電機(jī)的技術(shù)資源是與是一個(gè)國家的核心競(jìng)爭(zhēng)力，相關(guān)周邊均不輕易外傳。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%。由于國內(nèi)稀土資源這一大優(yōu)勢(shì)，選擇高效率的永磁同步電機(jī)似乎是水到渠成的事。而日本則是稀土產(chǎn)業(yè)的大國，但對(duì)于歐美車企來說若想用永磁同步電機(jī)勢(shì)必要考慮進(jìn)口稀土的供應(yīng)保障等一系列因素。

稀土永磁部件

我們?cè)倩仡^來看看特斯拉的三相感應(yīng)電機(jī)，它具備成本低、承受溫差范圍大、輸出扭矩調(diào)整范圍大、高速區(qū)間效率好的優(yōu)點(diǎn)；但是，能耗較大、功率因數(shù)滯后、高效區(qū)窄、輕載功率因數(shù)低，調(diào)速性能稍差的缺點(diǎn)也不容忽視。

同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)永磁電機(jī)的需要更大。與三相感應(yīng)電機(jī)相比，永磁電機(jī)具備高效區(qū)寬、節(jié)能性、小體積、輕量化等方面的優(yōu)點(diǎn)。高效、節(jié)能、續(xù)航三方面的能力是當(dāng)前電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)所最看重的部分。雖然，永磁電機(jī)也具有控制系統(tǒng)/結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的缺點(diǎn)，但是由于優(yōu)點(diǎn)更貼合市場(chǎng)，相對(duì)而言更加經(jīng)濟(jì)，所以特斯拉在Model3車型上選擇了永磁電機(jī)。

特斯拉model3雙電機(jī)版

稀土礦稀土是是化學(xué)周期表中鑭系元素和鈧、釔共十七種金屬元素的總稱,中國作為稀土永磁材料重要大國，特斯拉與中國供應(yīng)商合作企業(yè)有：中科三環(huán)（銣鐵硼磁體）、置信電機(jī)（銅轉(zhuǎn)子）、橫店東磁（軟磁材料）、東睦股份（粉末冶金零件），和大工業(yè)（減速齒輪組）、旭升股份（變速箱箱體），還有格林美、寒銳鈷業(yè)、河北宣工等（鐵粉、銅粉、鎳粉、鈷粉）。

永磁同步電機(jī)的市場(chǎng)所占比例很大，是否說明感應(yīng)電機(jī)不如永磁同步電機(jī)呢？答案是NO!

感應(yīng)電機(jī)與永磁電機(jī)沒有確切優(yōu)劣之分。

從目前技術(shù)優(yōu)勢(shì)來看，永磁同步電動(dòng)機(jī)成為主流實(shí)至名歸。值得注意的是，盡管在重量和體積方面，感應(yīng)（交流異步）電動(dòng)機(jī)并不占優(yōu)勢(shì)，但其轉(zhuǎn)速范圍廣、成本低、工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠耐用。至于重量對(duì)續(xù)航里程的影響，如果未來電池續(xù)航里程大幅增加、感應(yīng)電機(jī)體積優(yōu)化做得好，或許會(huì)更有底氣與永磁電機(jī)在市場(chǎng)表現(xiàn)上一爭(zhēng)高下。

可以說當(dāng)下站在純電動(dòng)車“金字塔”頂端的特斯拉ModelS與ModelX目前還是在使用感應(yīng)電機(jī)，因?yàn)楦袘?yīng)電機(jī)的功率更大，容易實(shí)現(xiàn)更快的百公里加速，在長(zhǎng)時(shí)間大功率高溫下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，同時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)退磁現(xiàn)象。而蔚來要造高性能電動(dòng)車，自然就選了和特斯拉一樣的感應(yīng)（交流異步）電機(jī)。

因此，感應(yīng)電機(jī)與永磁電機(jī)各有千秋，電動(dòng)車企業(yè)采用什么電機(jī)，可能跟車型的定位以及自身技術(shù)領(lǐng)域所長(zhǎng)有關(guān)！比如在電動(dòng)車界擁有至高無上的江湖地位的大哥特斯拉，就兩樣電機(jī)都能跨界玩轉(zhuǎn)，而其它車企小弟們，只能各施其招了。

電機(jī)發(fā)展技術(shù)趨勢(shì)

總的來說，永磁同步電機(jī)對(duì)比感應(yīng)電機(jī)，它們各自都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。不過，目前純電動(dòng)車的續(xù)航里程勢(shì)必是一項(xiàng)及其重要的指標(biāo)，永磁同步電機(jī)的高效率能更好地提高續(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)展進(jìn)一步完善。但就現(xiàn)在的發(fā)展趨勢(shì)看，永磁同步電機(jī)似乎前景更好。

然而，像特斯拉在感應(yīng)（交流異步）電機(jī)銅芯轉(zhuǎn)子的技術(shù)上的技術(shù)突破也讓此類電機(jī)在效率方面有較大優(yōu)勢(shì)，同時(shí)獲得了低成本、高效率的雙贏，再例如，隨著交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展，目前適用于寬調(diào)速的異步電機(jī)的調(diào)速性能及經(jīng)濟(jì)性已可與直流電機(jī)相媲美。不得不說，在技術(shù)水平快速迭代的當(dāng)下，純電動(dòng)車的動(dòng)力電池技術(shù)若取得重大突破，交流異步電機(jī)也有平分天下的可能。