想符合潮流!永磁同步電機PK感應電機,誰是未來的主流選擇?

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燃油車時代,我們經常聽到自吸與渦輪另種發動機的派別之爭,有人喜歡大排量自吸加速的舒暢有人喜歡渦輪發動機在渦輪介入之後的那種爆發感。

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然而,在電動車時代,即使開起來“索然無味”的電動車也依然有著派別之分,這是因為電動機也有著各種各樣的形式,經過市場的考驗,目前主流電動車主要搭載兩種電機,分別為永磁同步電機與交流異步電機(感應電機),雖然二者日常駕駛沒有太大區別,但是卻在電動車界形成了這兩種電動機派別之爭。那麼這兩款電機具體有什麼區別呢?

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永磁同步電機

專業的講述是永磁同步電機是由永磁體勵磁產生同步旋轉磁場的同步電機,永磁體作為轉子產生旋轉磁場。通俗一點來講永磁同步電機的轉子含有永久磁體,轉子的磁場由永磁體產生。

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(圖片來自鵬芃科藝)

該款電機具有結構簡單,體積小、重量輕、損耗小、效率高、功率因數高等優點。缺點:劇烈的機械振動、高溫或低溫時可能產生不可逆的退磁現象。另一點,永磁體的主要材質為稀土金屬,稀土永磁目前的價格還比較貴,導致永磁電機的成本相對較高。

交流異步電機

交流異步電機,它主要由定子、轉子和它們之間的氣隙構成。對定子繞組通往三相交流電源後,產生旋轉磁場並切割轉子,獲得轉矩。與永磁同步電機最大的區別在於轉子速度與定子旋轉磁場是否一致,同時轉子與定子皆有電流勵磁。

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因此交流異步電機的優點在於結構簡單、可靠性較高、較好的保持高速性能。缺點:轉矩密度、功率密度以及效率偏低、需要複雜的冷卻系統同時,體積重量方面沒有優勢。

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上面簡單講了兩種電機的差異和優缺點,不知好奇的你有沒有被無聊的基礎知識搞暈呢?下面結合具體車型來看看這兩種電機為何會產生派別之爭?

搭載永磁同步電機的車型,像是北汽新能源 EX系列、EU系列、比亞迪系列電動車,還少不了諸多的造車新勢力們的電動車型,當然還少不了後來轉用永磁同步電機的特斯拉Mode 3。由於結構簡單,在國內的生產成本相對較低,市場上主流的中小型電動車多會採用永磁同步電機。

從目前發展趨勢來看,永磁同步電機已經成為主流,搭載該款電動機的車型,永磁同步電機對比其他電機在相同體積下有著更輕的重量,在用級別車輛中可搭載更大容量的電池,以保證續航里程。

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這給小型電動車可以提供更多的乘坐空間,帶來更舒適的乘坐體驗,如比亞迪e1,搭載一臺45kW的永磁同步電機和一塊32.2kWh的電池,可以為該車提供305km的續航里程。

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還有長城歐拉R1,搭載一臺35kW的永磁同步電機和一塊33kWh的電池組,可以為高車提供351km的續航里程。正是得益於永磁同步電機的高效與小體積,這種微型電動車在空間有限的情況下,搭載的電池依然可以行使300km以上。像是這個級別的電動車如果搭載交流異步電機,續航里程將不會是一件理想的事情。

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介紹完永磁同步電機,下面我們再來看看搭載交流異步電機的有哪些車型,具有代表性的便是特斯拉Model S與Model X,當然還有蔚來ES8,上述車型售價高昂,已經進入豪車的範疇。

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想一想,豪車一般有著較強的動力,電動豪車更是如此,交流異步電機可以為車輛提供更強勁的動力,特斯拉Model S 百公里加速時間最快可達2.6秒,蔚來ES8百公里加速時間可達4.4s。有著如此之高的性能,自然能耗也是一個不能忽視的問題。特斯拉Model S得益於大電池(100kWh電池組)才有了500+km的續航里程,而蔚來ES8搭載的70kWh電池組卻只能為它提供355km的續航。

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通過這一點就可以看出異步交流電機輸出扭矩調整範圍大、高速區間效率好的優點;但是,能耗較大、功率因數滯後、高效區窄、輕載功率因數低,調速性能稍差。

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為了兼顧二者的特性,便有了同時搭載這兩種電機的車型為別為蔚來ES6(前160kW永磁同步電機與後240kW交流異步電機)

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特斯拉Model 3 Performance版本(前異步交流電機與後永磁同步電機)。不僅有著較長的續航里程,同時又有著不錯的加速性能。

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誰才是王道?

國內新能源車型主要使用永磁同步電機,上述提到我國製造永磁同步電機的成本較低,其中的主要一個原因是我國作為稀土永磁材料大國,製造永磁同步電機的成本得到有效的控制。這兩種電機代表著兩種不同的發展方向,在更注重能耗的與空間的情況下,永磁同步電機更符合現在的潮流,至於在購買電動車時,不用刻意去糾結車輛搭載了哪種電機,廠家已經做好了最優的選擇,以滿足消費者的需求。

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