永磁同步電機、交流異步電機、混合勵磁同步電機對比

當前我國生產的純電動乘用車采用的電機類型主要包括：永磁同步電機、交流異步電機、混合勵磁同步電機，以及無刷直流電機。
本文分為兩個部分，分別介紹上述各種電機在純電動乘用車領域的市場現狀及走勢、電機性能優勢對比。
第一部分：純電動乘用車主要電機市場現狀及趨勢
根據中國汽車工業協會的統計，2016年1-6月，我國純電動汽車產銷分別達到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約70000輛純電動乘用車，其中永磁同步電機的裝機量約為46000輛，所占比例約為65.7%；交流異步電機的裝機量約23000輛，占比約32.9%；混合勵磁同步電機裝機量約760輛，占比約1.1%；無刷直流電機裝機量較少，占比約0.3%。如圖1所示。
我國純電動車電機類型市場分析性能對比

圖1
2015年我國純電動乘用車產量約為150000輛，其中上半年的產量約為39000輛?；旌蟿畲磐诫姍C全年裝機量200輛左右，上半年裝機量不足10輛；永磁同步電機全年裝機量68700輛，上半年17300輛；交流異步電機全年裝機量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所占份額請見圖2、圖3所示。
我國純電動車電機類型市場分析性能對比

圖2
我國純電動車電機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結論：
1、永磁同步電機是目前電動乘用車的首選電機，并且市場份額在逐步加大；
2、交流異步電機的市場份額比較穩定，是主流電動乘用車電機之一，其市場份額隨著永磁同步電機以及其他類型電機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依然會保持主流地位；
3、無刷直流電機的市場占有率正急劇下降，2015年上半年為20.3%，當年全年減少至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排除在外；
4、混合勵磁同步電機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，筆者認為，混合勵磁同步電機的市場占有率會保持小幅度穩定增長的態勢，但是爆發時機還需要很長的時間。在此方面具有技術優勢的企業不妨加大研發生產力度。
第二部分：幾種電機性能及優勢分析
1、混合勵磁電機
根據相關學術文獻，混合勵磁同步電機(hybrid excitation synchronous machine, HESM)集成了電勵磁同步電機調磁方便且調磁容量小和永磁同步電機效率高、轉矩/質量比大等優點，同時又克服了永磁同步電機磁場調節困難的缺陷。
與永磁電機比較，混合勵磁電機具有調節氣隙磁場的能力；與電勵磁同步電機相比，具有較小的電樞反應電抗?；旌蟿畲烹姍C不僅能繼承永磁電機的諸多特點，而且具有電勵磁電機氣隙磁場平滑可調的優點。用作電動機，適合于作節能驅動使用，而其中的寬調速特性可以在電動汽車、武器設備伺服驅動等高要求場合應用（筆者注：本段引自“互動百科”）。
2、永磁同步電機
永磁同步電機是當前電動乘用車市場占有率最高的一種電機類型。
相關文獻顯示，永磁同步電機具有功率效率高，發熱小，電機冷卻系統結構簡單，體積小，噪聲小的特點。其系統采用全封閉結構，免潤滑油、免維護，允許的過載電流大，可靠性高。這種的電機有利于提升車輛的動力性能。缺點在于電機結構復雜，成本高。
3、交流異步電機
電機效率高，可靠性高，且使用壽命較長，運行成本低。
4、無刷直流電機
這種電機體積小，效率高，故障率低。
缺點在于，容易產生共振，裝載在電動車輛上會發生嗡嗡的聲音，且造價高。