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电动汽车心脏之感应电动机和永磁电动机到底谁更厉害?

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-05-17 来源:财经日报 浏览次数:148

电动汽车的动力核心是电动机,燃油车普及了几十年,大家对内燃发动机都比较了解了,三缸机、四缸机、V6、V8、W12、自然吸气、涡轮增压,是个老司机就能讲出内燃机的不同类型和特性,那电动汽车所用的电动机有哪些类型呢?

目前,市面上的电动汽车普遍采用的是感应电动机和永磁电动机。就像自然吸气与涡轮增压发动机性能、油耗、动力体验都不同一样,感应电动机和永磁电动机的性能、效率等方面也存在诸多差别,且听我慢慢分解。

认识感应电动机和永磁电动机

首先要让大家知道什么是感应电动机,什么是永磁电动机。

感应电动机就是咱们所说的交流异步机,它的励磁,也就是产生磁场,靠的是电流。也就是电流中有一部分是用来产生磁场的,为什么产生这个磁场可以参考发电机是如何发的电,这两个过程恰好相反,也就是说发电机那里是变化的磁场产生电场,到了电动机这是是变化的电场产生旋转的磁场。

有旋转的磁场,电动机的转子就会随着磁场转动,因为感应电动机转子的转速和旋转磁场的转速不同步,所以叫做异步电动机,正是因为异步,所以产生了转差,转差使转子上的导体产生电流,从而在磁场中受力转动。也是因为这个异步,所以控制起来比同步复杂一点。

就结构来讲,感应电机就是线圈和转子铁芯,所以价格便宜,成本低,过载能力也强,性能彪悍,皮实耐用。

永磁电动机主要是指永磁同步电动机,永磁指的是励磁采用的是永磁体,也就是磁铁。永磁体之前性能不好,但是“万磁王”钕铁硼的稳定性能和广泛应用,让永磁体的可靠性和稳定性越来越好了,退磁现象也更少发生了。同步指的是旋转磁场的速度和转子的速度是一致的,要控制转子速度,只要控制磁场转速,也就是交流电频率就可以了,同步自然控制起来更方便一点。

对比感应电动机和永磁电动机

知道了这个原理,其实分析两者的性能就很容易了。

首先,永磁电动机没有励磁的那部分电流分量,效率更高,特别是在高转速区域。高效率代表着同样的电池组可以带来更长的续航。

第二,永磁同步机成本高于感应电动机,但这点成本相对于电池成本可以忽略不计。

第三,感应电机过载能力强,性能更彪悍,所以加速能力一般强于永磁同步机。

第四,感应电机调速范围宽,但是控制稍微麻烦,永磁同步机调速范围虽然窄,但是控制系统简单。

第五,感应电机皮实耐用,永磁同步机在高温强震动情况下可能退磁。

最后,钕铁硼材料相对特殊,是重要的战略物资,也是永磁电动机所必须的,但是感应电动机不需要。之前特斯拉很少使用永磁电动机,估计一则是感应电动机性能彪悍,二则就是因为钕铁硼材料美国没有,都是进口,马斯克很担心怕用了到时候卡脖子,在国内建厂之前都是用感应电动机,建厂之后看来没事,也开始大规模使用永磁电动机了。

结论

所以,这两种电机在性能上就是各有特色,没有严格的好坏之分,车企在选择适合综合考虑性能、成本、供应链等诸多因素进行选择。

当然,不像传统燃油车一般只有一个发动机,电动汽车可以前后轴配两个电机,一个感应电机加一个永磁电机,需要加速的时候两者都上提供极致性能,日常行驶以永磁电机为主以提升效率也是完全没问题的。

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