永磁同步电机的优势

我国2017年第一批新能源汽车推荐目录， 永磁同步电机占据优势：2017年1月23日，工信部发布《新能源汽车推广应用推荐车型目录》（第1批），包括物流车36款、乘用车73款、客车76款，共计 185款车型，其中共有150款车型搭载了永磁同步电机，占比 81%；搭载交流异步电机的车型有33款车型，占比18%，永磁同步电机占据绝对市场优势。

由此可以看出，大部分车型选择永磁同步电机。虽然特斯拉采用的是异步电机，行业人士认为主要是出于成本因素和实际平均效率因素考虑，据悉，特斯拉Model 3将会采用永磁同步电机。可以说永磁同步电机在新能源汽车行业的崛起将会是大势所趋！根据信息采集，目前国外知名的车企，如宝马的Active Hybrid与i3，丰田Pruis IV与Leaf，特斯拉Model 3，本田Civic Hybrid，雪佛兰Volt等都采用永磁同步电机。

那么，到底是其中哪些优势成就了永磁同步电机在新能源汽车行业的崛起？笔者认为以下两点是其中的关键。

1、节能、效率高

a、由于永磁同步电机的磁场是由永磁体产生的，从而避免通过励磁电流来产生磁场而导致的励磁损耗（铜耗）；异步感应电机由于单边励磁，产生单位转矩需要的电流较多，因此能耗较大。

b、永磁同步电机的外特性效率曲线相比异步电机，其在轻载时效率值要高很多，这是永磁同步电机在节能方面，相比异步电机最大的一个优势。因为通常电机在驱动负载时，很少情况是在满功率运行，这是因为：一方面用户在电机选型时，一般是依据负载的极限工况来确定电机功率，而极限工况出现的机会是很少的，同时，为防止在异常工况时烧损电机，用户也会进一步给电机的功率留有裕量；另一方面，设计者在设计电机时，为保证电机的可靠性，通常会在用户要求的功率基础上，进一步留一定的功率裕量，这样导致在实际运行的电机90%以上是工作在额定功率的70%以下，这样就导致电机通常工作在轻载区。对异步电机来讲，其在轻载时效率很低，而永磁同步电机在轻载区，仍能保持较高的效率，其效率要高于异步电机20%以上。

节能对于新能源汽车意义重大，一般而言永磁同步电机比异步电机节能20%以上，这也意味着在不增加电池组容量的情况下，同等车况下，采用同步电机的汽车可比采用异步电机的汽车续航里程适当增加。

2、小体积与轻量化

由于异步感应电机的转矩密度低于永磁同步电机，使得小体积、轻量化难以实现。而对于新能源汽车，尤其是混合动力汽车，小体积与轻量化至关重要。轻量化进一步实现了汽车的节能进而降低能耗、延长续航里程。小体积对于混合动力汽车至关重要，因为其除驱动电机系统外还有燃油驱动系统，体积过大会大大增加其汽车电路设计难度。

那么永磁同步电机何以能实现小体积与轻量化呢？

第一个原因：永磁同步电机功率因数高低不受电机极数的限制，在电机配套系统允许的情况下，可以将电机的极数设计的更高，相应电机的体积可以做得更小。

第二个原因：电机效率的增高，相应地损耗降低，电机温升减小，则在采用相同绝缘等级的情况下，电机的体积可以设计的更小。

第三个原因：电机结构的灵活性，可以省去电机内许多无效部分，如绕组端部，转子端环等，相应体积可以更小。

不可否认，在新能源汽车行业，永磁同步电机相比于交流异步电机具有显著优势，但仍然存在着诸多问题亟待改善。下一篇中笔者将聚焦这些掣肘永磁同步电机发展的焦点问题。

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