[爱卡汽车 新能源频道 原创]
在描述纯电动车的动力系统的时候,我们经常会听到永磁同步电机和交流异步电机的说法,而在出现频率上,永磁同步电机占据着绝大多数。它们之间到底有什么区别,又分别拥有哪些优缺点呢?本期新能源百科,让我们一同来探讨。
目前市面上的电动汽车共有四种电机,直流电机由于其诸多缺点已经逐渐被淘汰。开关磁阻电机被广泛运用于商用车上,不过由于其拥有较高转矩脉动,导致振动和噪声都很大,所以未被应用在乘用车上。而本文讨论的永磁同步电机和交流异步电机则成为了大多数乘用车所采用的电机形式。
电机特性 | |
交流异步电机 | 永磁同步电机 |
功率密度低 | 功率密度高 |
调速范围小 | 调速范围大 |
单位功率成本低 | 单位功率成本高 |
无退磁现象 | 温度大幅变化能引起退磁 |
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从性能上看,永磁同步电机在瞬态仍然可以保证较高的效率(95%左右),同时有着更大的功率密度,因此适用于频繁起停的工况以及较小的乘用车布置空间。而感应电动机胜在成本低、可靠性更高,同时稳态的效率也不错(大部分工况85%~90%以上),因而在高速路网发达的工况以及较大的乘用车布置空间的条件下,感应电机可以满足需求。
从性能上看,永磁同步电机在瞬态仍然可以保证较高的效率(95%左右),同时有着更大的功率密度,因此适用于频繁起停的工况以及较小的乘用车布置空间。
永磁同步电机所需要的钕铁硼永磁材料是稀土资源,对于稀土资源缺少或稀土工业不发达的国家而言,车用动力电机的技术方案是与国家安全相关的。
我国拥有全球70%的稀土资源,钕铁硼磁性材料的总产量达到全球的80%,日本则是稀土产业的大国,而欧美车企的电动车若想用永磁同步电机还要考虑进口稀土的问题。
永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机,永磁体作为转子产生旋转磁场,三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应,感应三相对称电流。
永磁同步电机的转子本身产生固定方向的磁场(永磁体),定子旋转磁场“拖着”转子磁场(转子)转动,因此转子的速度一定等于定子的同步速,所以叫做“同步电机”。定子线圈的磁场会因为断电而消失,但是转子却是磁性很强的永磁体,磁场并不会消失,因此称之为——永磁(虽然随着时间的流逝磁场会逐渐消失,但是速度也是很慢的)。
永磁同步电机的转子转速与定子绕组的电流频率始终保持一致。因此,通过控制电机的定子绕组输入电流频率,电动汽车的车速将最终被控制。