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永磁同步電機(jī)、交流異步電機(jī)、混合勵磁同步電機(jī)對比

當(dāng)前我國生產(chǎn)的純電動乘用車采用的電機(jī)類型主要包括：永磁同步電機(jī)、交流異步電機(jī)、混合勵磁同步電機(jī)，以及無刷直流電機(jī)。
本文分為兩個部分，分別介紹上述各種電機(jī)在純電動乘用車領(lǐng)域的市場現(xiàn)狀及走勢、電機(jī)性能優(yōu)勢對比。
第一部分：純電動乘用車主要電機(jī)市場現(xiàn)狀及趨勢
根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計(jì)，2016年1-6月，我國純電動汽車產(chǎn)銷分別達(dá)到13.4萬輛和12.6萬輛，較上年同期分別增長160.8%和161.6%。
2016年上半年我國共生產(chǎn)約70000輛純電動乘用車，其中永磁同步電機(jī)的裝機(jī)量約為46000輛，所占比例約為65.7%；交流異步電機(jī)的裝機(jī)量約23000輛，占比約32.9%；混合勵磁同步電機(jī)裝機(jī)量約760輛，占比約1.1%；無刷直流電機(jī)裝機(jī)量較少，占比約0.3%。如圖1所示。
我國純電動車電機(jī)類型市場分析性能對比

圖1
2015年我國純電動乘用車產(chǎn)量約為150000輛，其中上半年的產(chǎn)量約為39000輛?；旌蟿畲磐诫姍C(jī)全年裝機(jī)量200輛左右，上半年裝機(jī)量不足10輛；永磁同步電機(jī)全年裝機(jī)量68700輛，上半年17300輛；交流異步電機(jī)全年裝機(jī)量59000輛，上半年13700輛；無刷直流全年22360輛，上半年約7900輛。2015年上半年及全年各類型電機(jī)所占份額請見圖2、圖3所示。
我國純電動車電機(jī)類型市場分析性能對比

圖2
我國純電動車電機(jī)類型市場分析性能對比

圖3
通過對比圖1、圖2、圖3，我們可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：
1、永磁同步電機(jī)是目前電動乘用車的首選電機(jī)，并且市場份額在逐步加大；
2、交流異步電機(jī)的市場份額比較穩(wěn)定，是主流電動乘用車電機(jī)之一，其市場份額隨著永磁同步電機(jī)以及其他類型電機(jī)的市場份額增大而逐漸減少。但是接下來較長的一段時期內(nèi)依然會保持主流地位；
3、無刷直流電機(jī)的市場占有率正急劇下降，2015年上半年為20.3%，當(dāng)年全年減少至14.8%，至2016年上半年市場占有率不足1%。筆者以為，這是一個危險(xiǎn)的信號，反映出純電動乘用車制造商今后有可能把無刷直流電機(jī)排除在外；
4、混合勵磁同步電機(jī)越來越受到純電動乘用車制造商的青睞，市場占有率在逐步提高，由2015年上半年的0.03%，增加到全年的0.1%，再到今年上半年的1.1%。通過對比分析，筆者認(rèn)為，混合勵磁同步電機(jī)的市場占有率會保持小幅度穩(wěn)定增長的態(tài)勢，但是爆發(fā)時機(jī)還需要很長的時間。在此方面具有技術(shù)優(yōu)勢的企業(yè)不妨加大研發(fā)生產(chǎn)力度。
第二部分：幾種電機(jī)性能及優(yōu)勢分析
1、混合勵磁電機(jī)
根據(jù)相關(guān)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，混合勵磁同步電機(jī)(hybrid excitation synchronous machine, HESM)集成了電勵磁同步電機(jī)調(diào)磁方便且調(diào)磁容量小和永磁同步電機(jī)效率高、轉(zhuǎn)矩/質(zhì)量比大等優(yōu)點(diǎn)，同時又克服了永磁同步電機(jī)磁場調(diào)節(jié)困難的缺陷。
與永磁電機(jī)比較，混合勵磁電機(jī)具有調(diào)節(jié)氣隙磁場的能力；與電勵磁同步電機(jī)相比，具有較小的電樞反應(yīng)電抗?；旌蟿畲烹姍C(jī)不僅能繼承永磁電機(jī)的諸多特點(diǎn)，而且具有電勵磁電機(jī)氣隙磁場平滑可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。用作電動機(jī)，適合于作節(jié)能驅(qū)動使用，而其中的寬調(diào)速特性可以在電動汽車、武器設(shè)備伺服驅(qū)動等高要求場合應(yīng)用（筆者注：本段引自“互動百科”）。
2、永磁同步電機(jī)
永磁同步電機(jī)是當(dāng)前電動乘用車市場占有率最高的一種電機(jī)類型。
相關(guān)文獻(xiàn)顯示，永磁同步電機(jī)具有功率效率高，發(fā)熱小，電機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，噪聲小的特點(diǎn)。其系統(tǒng)采用全封閉結(jié)構(gòu)，免潤滑油、免維護(hù)，允許的過載電流大，可靠性高。這種的電機(jī)有利于提升車輛的動力性能。缺點(diǎn)在于電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。
3、交流異步電機(jī)
電機(jī)效率高，可靠性高，且使用壽命較長，運(yùn)行成本低。
4、無刷直流電機(jī)
這種電機(jī)體積小，效率高，故障率低。
缺點(diǎn)在于，容易產(chǎn)生共振，裝載在電動車輛上會發(fā)生嗡嗡的聲音，且造價高。