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车企电机各不同,永磁同步和交流异步电机有何区别?优劣如何?

创作时间:
作者:
@小白创作中心

车企电机各不同,永磁同步和交流异步电机有何区别?优劣如何?

引用
1
来源
1.
https://chejiahao.autohome.com.cn/info/10511762

在新能源汽车领域,电机作为驱动车辆前进的核心部件,其性能直接影响着车辆的加速能力、续航里程和使用成本。目前,永磁同步电机和交流异步电机是两种主流的电机类型,它们在结构、原理和应用场景上存在显著差异。本文将为您详细解析这两种电机的特点及其在新能源汽车中的应用。

从异步感应电机和永磁同步电机的内部结构就可以很明显区分两种电机技术。永磁同步电机的转子为永久磁体 ,英文简称PMSM。而异步感应电机的转子不是磁体而是封闭线圈,也就是俗称的鼠笼结构,英文简称ACIM。原理方面我们就不深入讲解了。

概括出它们各自的特点就是:

同步电机优点:1、转子无励磁绕组,所以无转子铜耗,因此效率较高;2、高性能永磁材料提供励磁,给定功率小,体积可以减小;3、转子转动惯量小,故动态性能好;4、低效率时较大的功率和转矩输出。

同步电机缺点:成本高,可靠性低,加工工艺复杂,机械强度差。

异步电机优点:1、 无永磁高温退磁问题,可以将峰值功率、额定功率、峰值功率工作时间延长。2、 电机特性受环境影响小;3、 自身就具有启动高转矩、高速转矩调整;

异步电机缺点:转子磁场来自定子励磁,存在铜耗,能量转化率比永磁同步电机低。

再具体到新能源车型搭载的电机,它们的优劣就是:

交流异步电机优势:可靠性好;高转速性能好;成本易控。劣势:功率密度低(同功率水平下体积更大);能量转换效率较低(85%-90%);能耗较高。

永磁同步电机优势:功率密度高;能量转换效率高(90%-95%);能耗较低。劣势:由于永磁体的加入,提高了成本;永磁体在高温、振动环境下有退磁的风险。

选择交流异步电机的车型特点:

选择交流异步电机的车型会倾向于性能优先,利用交流异步电机在高转速下的性能输出和效率优势,代表车型就是早期的 Model S。主要特点:当汽车处于高速行驶时,能够保持高速运转和高效的电能使用效率,在保持最大动力输出的同时,减少能耗。

选择永磁同步电机的车型特点:

选择永磁同步电机的车型则倾向于能耗优先,利用永磁同步电机在低速阶段的性能输出和高效运转,适用于中小型车。特点就是体积小、重量轻,可以增加续航。同时它调速性能好,在面对反复启停、加减速时,能保持较高效率。

异步感应电机和永磁同步电机各有优势,所以一些主机厂就考虑综合两种电机的特性进行匹配。比如前轴搭载低速高效率的永磁同步电机,后轴搭载偏向于高速性能的交流异步电机,两者紧密配合,效率更高。

虽然电动汽车的动力系统壁垒没有燃油车高,种类也相对单一,但这两种电机都需要算法非常厉害的电控系统来操控,才能做到优秀的电耗和车辆线性的加速,而电控系统背后需要足够的电池功率,所以电动汽车的三电水平才是一辆纯电车的精髓。

总结:

永磁同步和交流异步电机从原理来说有所差异,所以两者的特性也就有所不同,交流异步电机可靠性好、高转速性能好、成本易控。永磁同步电机功率密度高、能量转换效率高、能耗较低。目前来说永磁同步电机还是会更适合后续发展,同时两者结合也是不错的选择。

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