在描述純電動車的動力系統(tǒng)的時候，我們經(jīng)常會聽到永磁同步電機和交流異步電機的說法，而在出現(xiàn)頻率上，永磁同步電機占據(jù)著絕大多數(shù)。它們之間到底有什么區(qū)別，又分別擁有哪些優(yōu)缺點呢？本期新能源百科，讓我們一同來探討。

目前市面上的電動汽車共有四種電機，直流電機由于其諸多缺點已經(jīng)逐漸被淘汰。開關(guān)磁阻電機被廣泛運用于商用車上，不過由于其擁有較高轉(zhuǎn)矩脈動，導(dǎo)致振動和噪聲都很大，所以未被應(yīng)用在乘用車上。而本文討論的永磁同步電機和交流異步電機則成為了大多數(shù)乘用車所采用的電機形式。

電機特性交流異步電機永磁同步電機功率密度低功率密度高調(diào)速范圍小調(diào)速范圍大單位功率成本低單位功率成本高無退磁現(xiàn)象溫度大幅變化能引起退磁愛卡汽車網(wǎng)制表

從性能上看，永磁同步電機在瞬態(tài)仍然可以保證較高的效率（95%左右），同時有著更大的功率密度，因此適用于頻繁起停的工況以及較小的乘用車布置空間。而感應(yīng)電動機勝在成本低、可靠性更高，同時穩(wěn)態(tài)的效率也不錯（大部分工況85%~90%以上），因而在高速路網(wǎng)發(fā)達的工況以及較大的乘用車布置空間的條件下，感應(yīng)電機可以滿足需求。

從性能上看，永磁同步電機在瞬態(tài)仍然可以保證較高的效率（95%左右），同時有著更大的功率密度，因此適用于頻繁起停的工況以及較小的乘用車布置空間。

永磁同步電機所需要的釹鐵硼永磁材料是稀土資源，對于稀土資源缺少或稀土工業(yè)不發(fā)達的國家而言，車用動力電機的技術(shù)方案是與國家安全相關(guān)的。

稀土永磁產(chǎn)品

我國擁有全球70%的稀土資源，釹鐵硼磁性材料的總產(chǎn)量達到全球的80%，日本則是稀土產(chǎn)業(yè)的大國，而歐美車企的電動車若想用永磁同步電機還要考慮進口稀土的問題。

永磁同步電機是由永磁體勵磁產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場的同步電機，永磁體作為轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，三相定子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場作用下通過電樞反應(yīng)，感應(yīng)三相對稱電流。

永磁同步電機的轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生固定方向的磁場（永磁體），定子旋轉(zhuǎn)磁場“拖著”轉(zhuǎn)子磁場（轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)動，因此轉(zhuǎn)子的速度一定等于定子的同步速，所以叫做“同步電機”。定子線圈的磁場會因為斷電而消失，但是轉(zhuǎn)子卻是磁性很強的永磁體，磁場并不會消失，因此稱之為——永磁（雖然隨著時間的流逝磁場會逐漸消失，但是速度也是很慢的）。

永磁同步電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子繞組的電流頻率始終保持一致。因此，通過控制電機的定子繞組輸入電流頻率，電動汽車的車速將最終被控制。

交流異步電機是由定子繞組組成的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流的磁場相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)扭驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的交流電動機。

交流異步電機的轉(zhuǎn)子滯后于現(xiàn)場速度，所以它的轉(zhuǎn)子必須比磁場旋轉(zhuǎn)得更慢。轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場以相同的方向、不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，存在轉(zhuǎn)差率，這樣可以感應(yīng)轉(zhuǎn)子電流，產(chǎn)生扭矩以驅(qū)動附加的負載，同時克服內(nèi)部損耗。

當(dāng)導(dǎo)體在磁場內(nèi)切割磁感線時，在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，“感應(yīng)電機”的名稱由此而來。感應(yīng)電流和磁場的聯(lián)合作用向電機轉(zhuǎn)子施加驅(qū)動力。

與永磁同步電機中使用永磁材料的轉(zhuǎn)子不同，感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)子則通常用鋁或銅來制造。

動力電池能夠直接輸出的是高電壓的直流電，如果要使用異步電機還需要使用大功率的逆變器，把直流轉(zhuǎn)換成交流，這個過程也會產(chǎn)生一些能量損耗。而永磁同步電機可以直接用直流電驅(qū)動，所以永磁同步電機多用于經(jīng)濟型車，異步電機多用于高性能車型。

編輯點評：無論是永磁同步電機還是交流異步電機，它們各自都具有明顯的優(yōu)勢。不過，目前純電動車的續(xù)航里程仍然是一項非常重要的評價指標(biāo)。永磁同步電機的高效率更能幫助提高續(xù)航里程。而且高耐熱性、高磁性能釹鐵硼永磁體的成功開發(fā)以及電力電子元件的進一步發(fā)展和改進，使稀土永磁同步電機的發(fā)展邁向了新的高度。從目前的發(fā)展趨勢看，永磁同步電機似乎前景更好。

然而，像特斯拉在交流異步電機上的技術(shù)突破也讓此類電機在成本和功率等方面有較大優(yōu)勢，當(dāng)純電動車的動力電池技術(shù)獲得重大突破的時候，交流異步電機也有翻盤的可能。