同步電機(jī)、異步電機(jī),哪個(gè)才是新能源車動(dòng)力系統(tǒng)的未來(lái)?

時(shí)間:2019-10-25

來(lái)源:物流

導(dǎo)語(yǔ):難道現(xiàn)在新能源乘用車只采用永磁同步電機(jī)呢?其實(shí)不然,部分中高端純電動(dòng)車會(huì)選擇采用交流異步電機(jī),例如特斯拉、蔚來(lái)。此外,即將在國(guó)內(nèi)上市的奧迪e-tron和北京奔馳EQC同樣是給前后軸裝上兩臺(tái)交流異步電機(jī)。相比國(guó)內(nèi)主流電動(dòng)車采用的永磁同步電機(jī),售價(jià)更貴定位更高的中高端電動(dòng)車采用的異步電機(jī)就一定更加先進(jìn)嗎?

通常要了解一款車型的動(dòng)力性能,首先必須知道該車搭載何種發(fā)動(dòng)機(jī),因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)是整輛車的心臟。那么對(duì)于電動(dòng)車來(lái)說(shuō),它的心臟便是驅(qū)動(dòng)電機(jī)。而我們?cè)诓榭创蠖鄶?shù)電動(dòng)車的動(dòng)力系統(tǒng)相關(guān)信息的時(shí)候,有一個(gè)名詞的出現(xiàn)頻率極高,那便是永磁同步電機(jī)。原因是目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)純電動(dòng)車都是選擇這種電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源。

難道現(xiàn)在新能源乘用車只采用永磁同步電機(jī)呢?其實(shí)不然,部分中高端純電動(dòng)車會(huì)選擇采用交流異步電機(jī),例如特斯拉、蔚來(lái)。此外,即將在國(guó)內(nèi)上市的奧迪e-tron和北京奔馳EQC同樣是給前后軸裝上兩臺(tái)交流異步電機(jī)。相比國(guó)內(nèi)主流電動(dòng)車采用的永磁同步電機(jī),售價(jià)更貴定位更高的中高端電動(dòng)車采用的異步電機(jī)就一定更加先進(jìn)嗎?

兩種類型的區(qū)別在哪里,孰優(yōu)孰劣?

電機(jī)的工作原理是通電線圈會(huì)在變化的磁場(chǎng)中受力,通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)相互作用,從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成動(dòng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車行駛。在這里面,產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式不同,就形成了交流異步電動(dòng)機(jī)和永磁同步電動(dòng)機(jī)。

永磁同步電機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)在于擁有非常高的功率密度和扭矩密度,而且能耗更低。在同樣的重量和體積下,永磁同步電機(jī)能輸出更高的功率和扭矩。同理,在相同的功率和扭矩情況下,采用永磁同步電機(jī)就可以獲得最小的重量和體積,為另一個(gè)極為重要的部件“動(dòng)力電池”留出足夠的空間和質(zhì)量。而缺點(diǎn)便是電機(jī)所需的永磁材料價(jià)格高居不下,從而提高電機(jī)甚至整車的制造成本。

交流異步電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)剛好與永磁同步電機(jī)相反,前者的優(yōu)勢(shì)在于制造電機(jī)無(wú)需價(jià)格昂貴的永磁材料,因此成本更為低廉,而且工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維修方便,能夠在復(fù)雜的工作環(huán)境中工作,也對(duì)周圍工作溫度的大幅度變化有比較強(qiáng)的適應(yīng)能力。缺點(diǎn)則是在同樣的功率和扭矩下,異步電機(jī)所需要的體積和重量要遠(yuǎn)大于永磁同步電機(jī),同時(shí)能耗也相對(duì)更高。

國(guó)內(nèi)外車企不同的選擇有各自的考量

實(shí)際上,兩種類型的電機(jī)各有所長(zhǎng)各有所短,并不代表著交流異步電機(jī)就要比永磁同步電機(jī)更為先進(jìn)。永磁模塊的成本較高,不過(guò)制作永磁的原材料稀土,在國(guó)內(nèi)的儲(chǔ)量較為豐富,在一定程度上也降低了國(guó)產(chǎn)永磁同步電機(jī)的制造成本。國(guó)家政策推動(dòng)新能源車發(fā)展造就的“天時(shí)”,本土資源優(yōu)勢(shì)造就的“地利”,國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)大空間、低能耗的需求造就的“人和”,三大關(guān)鍵因素促使大多國(guó)內(nèi)車企選擇永磁同步電機(jī)。

此前,特斯拉掌舵人馬斯克曾表示電機(jī)是車輛上最重要的零部件,不應(yīng)該依賴國(guó)外的供應(yīng)鏈,生產(chǎn)永磁同步電機(jī)必然少不了釹鐵硼這種稀土材料。而中國(guó)貢獻(xiàn)了全球90%以上的釹鐵硼產(chǎn)量,歐美本土企業(yè)無(wú)法提供足夠制造永磁同步電機(jī)的原材料,特斯拉等國(guó)外車企選擇采用交流異步電機(jī),很有可能是不希望供應(yīng)鏈?zhǔn)苤朴谌恕?/p>

此外,特斯拉車型與國(guó)內(nèi)車企的電動(dòng)車型相比,前者的高速續(xù)航里程更加接近官方標(biāo)定的綜合續(xù)航里程,正是體現(xiàn)了特斯拉車型采用的交流異步電機(jī)高速工況下效率高的特點(diǎn)。因?yàn)槊绹?guó)國(guó)內(nèi)用車環(huán)境與國(guó)內(nèi)不太一樣,美國(guó)消費(fèi)者對(duì)于電動(dòng)車的高速續(xù)航能力有更高的要求。

即將國(guó)產(chǎn)化的特斯拉也開(kāi)始調(diào)整策略

不過(guò),做生意同樣講求靈活變通,馬斯克也是一個(gè)商人,怎么可能不明白如此簡(jiǎn)單的道理。實(shí)際上,2016年特斯拉便向國(guó)內(nèi)企業(yè)采購(gòu)釹鐵硼磁體,目前特斯拉旗下三款進(jìn)口車型的雙電機(jī)版本均采用前永磁同步電機(jī),后交流異步電機(jī)的布局,而特斯拉車型即將迎來(lái)國(guó)產(chǎn)化,采用永磁同步電機(jī)也可能是向中國(guó)市場(chǎng)的一種示好,畢竟中國(guó)是全球最大新能源車市場(chǎng)。

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