【中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng) 行業(yè)動(dòng)態(tài)】 大到空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī),小到風(fēng)扇、吹風(fēng)、剃須刀,生活中處處可以看到電機(jī)的身影,所以很多人對(duì)于電機(jī)的了解還停留在對(duì)家電中工業(yè)電機(jī)的認(rèn)知,而我們今天要說的汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)與這些電機(jī)有著很大的不同。在傳統(tǒng)燃油車時(shí)代,發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為汽車的心臟,因?yàn)樗悄芰哭D(zhuǎn)化的核心部件,而在電動(dòng)汽車時(shí)代,電機(jī)就成為車輛新的“動(dòng)力心臟”,而這顆“心臟”要面臨安裝空間狹小、工作狀況惡劣,振動(dòng)大、沖擊大、腐蝕嚴(yán)重等特殊工作環(huán)境,因此汽車制造業(yè)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要具有高密度、體積小、高功率、高扭矩、可靠性、耐久性和成本低等特點(diǎn)。

“三大流派”統(tǒng)治驅(qū)動(dòng)電機(jī)

知道了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的特點(diǎn),我們來看看現(xiàn)在市場(chǎng)上的情況。目前新能源汽車的驅(qū)動(dòng)的電機(jī)主要可以分為開關(guān)磁阻電機(jī)、永磁同步電機(jī)、交流異步電機(jī)三大流派,而這三種流派的電機(jī),依照結(jié)構(gòu)和性能的不同,分別應(yīng)用在商用車和乘用車領(lǐng)域。

在商用車領(lǐng)域,普遍使用的是開關(guān)磁阻電機(jī)。此類流派的驅(qū)動(dòng)電機(jī)從命名中就可以看出其具備的兩個(gè)基本屬性,一是開關(guān)性,二是磁阻性。開關(guān)性是指電機(jī)必須工作在一種連續(xù)的開關(guān)模式,而磁阻性,指的是電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子具有可變磁阻磁路。開關(guān)磁阻電機(jī)有著明顯的優(yōu)勢(shì),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)速范圍廣、性能穩(wěn)定可靠、成本也更低,但也存在轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大、噪音大、系統(tǒng)非線性等缺點(diǎn),這些問題對(duì)于乘用車而言很難接受,因此只是被商用車大規(guī)模采用。

永磁同步電機(jī)內(nèi)部有包裹永磁體的轉(zhuǎn)子,定子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩來推動(dòng)轉(zhuǎn)子繞軸心線進(jìn)行旋轉(zhuǎn),定子和轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)是同步的。這類電機(jī)由于效率高、功率密度高和體積小等優(yōu)點(diǎn)主要應(yīng)用于乘用車領(lǐng)域,在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)備受追捧,但由于永磁材料價(jià)格較貴,成本較高。主要的新能源車企有比亞迪、,吉利等。

交流異步電機(jī)為了能夠切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電流,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是慢于定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速,也就表現(xiàn)為異步運(yùn)行。這一類電機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)更簡(jiǎn)單、成本較低,但有尺寸較大,重量較重等的缺點(diǎn),在乘用車和商用車領(lǐng)域都有應(yīng)用,代表車企有特斯拉、蔚來等。

“雙雄爭(zhēng)霸”,乘用車電機(jī)的相愛相殺

看完以上內(nèi)容,我們大致了解了這三種流派的市場(chǎng)分布,在乘用車領(lǐng)域,主要采用的是永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī),而乘用車與我們?nèi)粘Ｉ盥?lián)系更加緊密,所以我們有必要單獨(dú)講講這兩個(gè)流派。

比較關(guān)注新能源汽車的朋友可能會(huì)有一個(gè)認(rèn)知,就是國(guó)內(nèi)的大多數(shù)主機(jī)廠喜歡采用永磁同步電機(jī),而歐美國(guó)家比較喜歡使用交流異步電機(jī)。像國(guó)內(nèi)的比亞迪秦ProEV500、全新一代宋EV500、吉利帝豪EV、榮威ERX5等新能源車型都是搭載永磁同步電機(jī)。而國(guó)外的主機(jī)廠比如特斯拉,旗下的ModelS與ModelX都使用的是交流異步電機(jī),不過也有例外,像國(guó)內(nèi)的蔚來與江鈴也搭載交流異步電機(jī),但是除了這幾個(gè)知名廠商,很少能看到使用交流異步電機(jī)的車型了。

盡管目前永磁同步電機(jī)的市場(chǎng)占比更大,但曾經(jīng)有一段時(shí)間,交流異步電機(jī)也在市場(chǎng)中得到大量應(yīng)用,因?yàn)槠溥^載能力強(qiáng),加速性能較好,同時(shí)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,那為何永磁同步電機(jī)能逆勢(shì)而上?主要在于交流異步電動(dòng)機(jī)能耗高、發(fā)熱大、重量沉、需要大體積冷卻系統(tǒng),這些缺點(diǎn)直接造成了像特斯拉這種“交流異步專業(yè)戶”必須不斷做大車身增加能量密度才能保證續(xù)航。可以說在能耗重量和體積方面的劣勢(shì),牢牢限制住交流異步電機(jī)在乘用車領(lǐng)域的發(fā)展。

永磁同步搶占潮頭,“大一統(tǒng)”初見矛頭

現(xiàn)在這種“雙雄爭(zhēng)霸”的局面已經(jīng)在悄悄地發(fā)生著改變。特斯拉作為交流異步電機(jī)的代表性車企,全新產(chǎn)品Model3已經(jīng)轉(zhuǎn)投永磁同步電機(jī)陣營(yíng),這次換裝電機(jī)釋放了一個(gè)關(guān)鍵信號(hào)——目前永磁同步電機(jī)更適合乘用車!永磁同步電機(jī)究竟有什么優(yōu)勢(shì),我們以目前國(guó)內(nèi)一流主機(jī)廠比亞迪為例,一起來了解一下。

作為市場(chǎng)上率先涉足新能源汽車的老牌車企,比亞迪在永磁同步電機(jī)領(lǐng)域頗有造詣,旗下王朝系列產(chǎn)品搭載的驅(qū)動(dòng)電機(jī)重量更輕、體積更小、效率更高,通過將轉(zhuǎn)速提升至15,000rpm,使得電機(jī)在保障功率的同時(shí),減重了35%,對(duì)于電動(dòng)汽車來說,減重就是減負(fù),重量更輕續(xù)航才能更長(zhǎng)。并且因?yàn)樽陨韮?yōu)勢(shì),永磁同步電機(jī)可以做得更小,比亞迪在此基礎(chǔ)上將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器三合一,使得動(dòng)力總成體積相較于分體系統(tǒng)體積下降了30%,節(jié)省出更多空間留給車內(nèi)人員,駕乘體驗(yàn)更加舒適。除此之外,相比于交流異步電機(jī),永磁同步電機(jī)在驅(qū)動(dòng)效率方面也更有優(yōu)勢(shì),像比亞迪全新一代宋EV500,其搭載的永磁同步電機(jī)最高效率達(dá)到96%,使得車輛在絕大多數(shù)轉(zhuǎn)速區(qū)間均能保證高效動(dòng)力輸出,這也是純電車型長(zhǎng)續(xù)航能力的重要保障。

總結(jié)

從目前來看,三大電機(jī)流派憑借各自特性在不同領(lǐng)域各有所得,開關(guān)磁阻電機(jī)在商用車領(lǐng)域全面開花,而在乘用車領(lǐng)域,雖然永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)各有優(yōu)勢(shì),但從市場(chǎng)表現(xiàn)上來看,永磁同步電機(jī)陣營(yíng)取得的成績(jī)更加優(yōu)異,像國(guó)內(nèi)老牌新能源車企比亞迪,在今年陸續(xù)推出了包括元EV360、全新一代宋EV500、秦ProEV500在內(nèi)的多個(gè)爆款產(chǎn)品,銷量屢創(chuàng)新高,這些產(chǎn)品無一不搭載永磁同步電機(jī)。

相信隨著市場(chǎng)的發(fā)展,在未來幾年的純電動(dòng)乘用車市場(chǎng)上,永磁同步電機(jī)將繼續(xù)擠壓交流異步電機(jī)的市場(chǎng)占比,如果未來不能解決現(xiàn)有的技術(shù)難題,用于安放電機(jī)和更多的電池的空間依然有限,那么市場(chǎng)上留給交流異步電機(jī)的生存空間會(huì)將越來越小。