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永磁同步電機(jī)、交流異步電機(jī)、混合勵(lì)磁同步電機(jī)對比

當(dāng)前我國生產(chǎn)的純電動(dòng)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(lì)磁同步電機(jī),以及無刷直流電機(jī)。
本文分為兩個(gè)部分,分別介紹上述各種電機(jī)在純電動(dòng)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(dòng)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(huì)的統(tǒng)計(jì),2016年1-6月,我國純電動(dòng)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(dòng)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(lì)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(dòng)車電機(jī)類型市場分析性能對比

圖1
2015年我國純電動(dòng)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?lì)磁同步電機(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(dòng)車電機(jī)類型市場分析性能對比

圖2
我國純電動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)期內(nèi)依然會(huì)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(gè)危險(xiǎn)的信號(hào),反映出純電動(dòng)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(lì)磁同步電機(jī)越來越受到純電動(dòng)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(lì)磁同步電機(jī)的市場占有率會(huì)保持小幅度穩(wěn)定增長的態(tài)勢,但是爆發(fā)時(shí)機(jī)還需要很長的時(shí)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(lì)磁電機(jī)
根據(jù)相關(guān)學(xué)術(shù)文獻(xiàn),混合勵(lì)磁同步電機(jī)(hybrid excitation synchronous machine, HESM)集成了電勵(lì)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(shí)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(lì)磁電機(jī)具有調(diào)節(jié)氣隙磁場的能力;與電勵(lì)磁同步電機(jī)相比,具有較小的電樞反應(yīng)電抗?;旌蟿?lì)磁電機(jī)不僅能繼承永磁電機(jī)的諸多特點(diǎn),而且具有電勵(lì)磁電機(jī)氣隙磁場平滑可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。用作電動(dòng)機(jī),適合于作節(jié)能驅(qū)動(dòng)使用,而其中的寬調(diào)速特性可以在電動(dòng)汽車、武器設(shè)備伺服驅(qū)動(dòng)等高要求場合應(yīng)用(筆者注:本段引自“互動(dòng)百科”)。
2、永磁同步電機(jī)
永磁同步電機(jī)是當(dāng)前電動(dòng)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(dòng)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(dòng)車輛上會(huì)發(fā)生嗡嗡的聲音,且造價(jià)高。

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