車企電機各不同，永磁同步和交流異步電機有何區別？優劣如何？

文/土木

據CleanTechnica網站公佈的2021年全球新能源品牌銷量數據顯示，2021年全球新能源車型累計銷量近650萬輛，較去年同期增長108%。特斯拉以近百萬的數據遙遙領先。比亞迪則以 59.39 萬輛的銷量位居第 2，同比增長超過 220%，並且全球市場份額達到 9.1%。

目前的新能源車型最重要的必然是三電系統，而其中作為帶着車輛前進的電機顯然極為重要，而以特斯拉、比亞迪兩位冠亞軍選手為代表，在電機的選擇上也都有所差異。歐美車企主要搭載交流異步電機，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，代表性車企有比亞迪、理想汽車等。那兩類電機究竟有何差異，促使車企選擇不同呢？

從異步感應電機和永磁同步電機的內部結構就可以很明顯區分兩種電機技術。永磁同步電機的轉子為永久磁體 ，英文簡稱PMSM。而異步感應電機的轉子不是磁體而是封閉線圈，也就是俗稱的鼠籠結構，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就是：

同步電機優點：1、轉子無勵磁繞組，所以無轉子銅耗，因此效率較高；2、高性能永磁材料提供勵磁，給定功率小，體積可以減小；3、轉子轉動慣量小，故動態性能好；4、低效率時較大的功率和轉矩輸出。

同步電機缺點：成本高，可靠性低，加工工藝複雜，機械強度差。

異步電機優點：1、 無永磁高温退磁問題，可以將峯值功率、額定功率、峯值功率工作時間延長。2、 電機特性受環境影響小；3、 自身就具有啓動高轉矩、高速轉矩調整；

異步電機缺點：轉子磁場來自定子勵磁，存在銅耗，能量轉化率比永磁同步電機低。

再具體到新能源車型搭載的電機，它們的優劣就是：

交流異步電機優勢：可靠性好；高轉速性能好；成本易控。劣勢：功率密度低（同功率水平下體積更大）；能量轉換效率較低（85%-90%）；能耗較高。

永磁同步電機優勢：功率密度高；能量轉換效率高（90%-95%）；能耗較低。劣勢：由於永磁體的加入，提高了成本；永磁體在高温、振動環境下有退磁的風險。

選擇交流異步電機的車型特點：

選擇交流異步電機的車型會傾向於性能優先，利用交流異步電機在高轉速下的性能輸出和效率優勢，代表車型就是早期的Model S。主要特點：當汽車處於高速行駛時，能夠保持高速運轉和高效的電能使用效率，在保持最大動力輸出的同時，減少能耗。

選擇永磁同步電機的車型特點：

選擇永磁同步電機的車型則傾向於能耗優先，利用永磁同步電機在低速階段的性能輸出和高效運轉，適用於中小型車。特點就是體積小、重量輕，可以增加續航。同時它調速性能好，在面對反覆啓停、加減速時，能保持較高效率。

異步感應電機和永磁同步電機各有優勢，所以一些主機廠就考慮綜合兩種電機的特性進行匹配。比如前軸搭載低速高效率的永磁同步電機，後軸搭載偏向於高速性能的交流異步電機，兩者緊密配合，效率更高。

雖然電動汽車的動力系統壁壘沒有燃油車高，種類也相對單一，但這兩種電機都需要算法非常厲害的電控系統來操控，才能做到優秀的電耗和車輛線性的加速，而電控系統背後需要足夠的電池功率，所以電動汽車的三電水平才是一輛純電車的精髓。

總結：

永磁同步和交流異步電機從原理來説有所差異，所以兩者的特性也就有所不同，交流異步電機可靠性好、高轉速性能好、成本易控。永磁同步電機功率密度高、能量轉換效率高、能耗較低。目前來説永磁同步電機還是會更適合後續發展，同時兩者結合也是不錯的選擇。