感應/永磁電機兩兄弟，為何國內(nèi)車企偏愛永磁電動機？

   日期：2021-03-24

什么是感應電機/永磁電機？

感應電機就是咱們經(jīng)常說的交流異步電動機，它是一種由定子繞組之后形成的旋轉磁場與轉子繞組中感應電流的磁場互相發(fā)生物理作用之后產(chǎn)生電磁轉矩驅動帶動子旋轉的一種電動機類型。而永磁電機主要是指永磁同步電動機。

感應電機（交流異步電動機）

首先，感應電動機中由于轉子總是在“追趕”定子旋轉磁場的轉速，并且為了能夠切割磁感應線而產(chǎn)生感應電流，轉子的轉速總要比定子旋轉磁場的轉速慢一點點，也就是異步運行，所以才將這種產(chǎn)生感應電流的電動機稱為交流異步電動機。正是因為異步，所以產(chǎn)生了轉差，轉差使轉子上的導體產(chǎn)生電流，從而在磁場中受力轉動。也是因為這個原因，其控制起來會稍復雜一些。但是感應電機就是由線圈和轉子鐵芯組成，所以價格便宜，過載能力強，皮實耐用的同時性能。

永磁同步電機

談及永磁同步電動機，字面上可能更好理解，所謂永磁，是指在制造電機轉子時加入永磁體，使電機的性能得到進一步的提升。此前磁鐵性能不好，但是“萬磁王”高磁性能釹鐵硼在控制算法下的穩(wěn)定性能和廣泛應用，增加了永磁體的可靠性與穩(wěn)定性，可以較好地減少退磁現(xiàn)象的發(fā)生。而所謂同步，則指的是轉子的轉速與定子繞組的電流頻率始終保持一致。

稀土永磁部件

如果轉子繞組中的電流不是由定子旋轉磁場感應的，而是自己產(chǎn)生的，則轉子磁場與定子旋轉磁場無關，而且其磁極方向是固定的，那么根據(jù)同性相斥、異性相吸的原理，定子的旋轉磁場就會拉動轉子旋轉，并且使轉子磁場及轉子與定子旋轉磁場“同步”旋轉。這就是同步電動機的工作原理。毫無疑問，同步自然控制起來更方便一點。

永磁同步電機目前占據(jù)大半壁江山的原因似乎很簡單，在大體相同的技術水平下，永磁同步電機除了弱磁控制以外，無論轉矩密度、功率密度還是效率都比感應電機表現(xiàn)要好，從而可以提高能源效率，增加續(xù)航里程，這無疑直擊當下純電動車的痛點。同時，永磁同步電機在瞬態(tài)仍然可以保證 95% 左右較高效率，加上體積小，重量輕，因此適用于頻繁起停的工況以及較小的乘用車布置空間。此外，永磁電機不需要感應電機那般的高效和復雜的冷卻系統(tǒng)，這有利于整車的設計制造。

而且既然現(xiàn)在以市場導向為主，國內(nèi)許多品牌之間的電機其實是沒有區(qū)別的，除了特斯拉、比亞迪、榮威擁有自己的電機，其它廠家暫時都是選擇供應商提供的電機，所以再渠道方面是比較單一的。

此外，除了上述技術市場的部分因素，還有一大原因不容忽視，上文提到的永磁同步電機所需要的釹鐵硼等永磁材料是重要的稀土資源，對于稀土資源缺少或稀土工業(yè)不發(fā)達的國家而言，這就非常尷尬了，我們知道，車用動力電機的技術資源是與是一個國家的競爭力，相關周邊均不輕易外傳。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%。由于國內(nèi)稀土資源這一大優(yōu)勢，選擇高效率的永磁同步電機似乎是水到渠成的事。而日本則是稀土產(chǎn)業(yè)的大國，但對于歐美車企來說若想用永磁同步電機勢必要考慮進口稀土的供應保障等一系列因素。

稀土礦 稀土是是化學周期表中鑭系元素和鈧、釔共十七種金屬元素的總稱

感應電機與永磁電機沒有確切優(yōu)劣之分

雖然永磁同步電機的市場所占比例很大，就是否說明感應電機不如永磁同步電機呢？答案是否定的。 從目前技術優(yōu)勢來看，永磁同步電動機成為主流實至名歸。值得注意的是，盡管在重量和體積方面，感應（交流異步）電動機并不占優(yōu)勢，但其轉速范圍廣、成本低、工藝簡單、運行可靠耐用。至于重量對續(xù)航里程的影響，如果未來電池續(xù)航里程大幅增加、感應電機體積優(yōu)化做得好，或許會更有底氣與永磁電機在市場表現(xiàn)上一爭高下。