电动汽车未来趋势：交流电机VS直流电机，哪种更占主导？

电动汽车电机趋势向高效、轻量、可靠发展，交流感应电机与永磁电机为主流。交流电机成本低但效率有限，永磁电机效率高但材料昂贵。直流电机应用减少，开关磁阻电机前景被看好但商业化尚待突破。中国因稀土资源丰富，永磁电机预计长期主导市场。

目前国内电动汽车用电机的种类主要有以下几大类：直流电动机(DC)；异步电动机；永磁电动机；开关磁阻电机(SRM)。这里我贴一个曾经看到过的一个相关内容的树状分类图，方便大家理解和记忆。

为了横向比较各种电机的性能，简单列表如下：由上表我们看到，直流电动机结构简单，也是电动汽车较早使用的驱动系统。但是直流电机采用电刷实现机械换向，而在实际使用过程中，电刷磨损很快，需要人员经常维护，可靠性嘛，不是很高。而且换向火花也限制了电机的高速运行，还有就是电机体积也较大。而感应电机结构牢固，加上现如今异步电机的矢量控制技术已十分成熟，它的调速控制性能优越，适合于高速、大功率的电动汽车。存在的缺点是在小负荷范围内效率低。再来看第三类永磁电机，它包括无刷直流电机和永磁同步电机两类。无刷直流电机比其它电机的效率和功率密度高，但在高速恒功率区域工作的弱磁控制难度大，而且转矩脉动大。而永磁交流同步电机采用正弦波供电，效率和功率密度高，在高速恒功率工作区域弱磁控制能力优于无刷直流电机，但它也存在过弱磁引起磁钢性能退化的问题，因此对于高恒功率比的特性，电机设计难度也是较大的。还有就是有一种混合励磁永磁无刷电机，它是一种特殊的永磁无刷电机，简单来说，是在电机中加入励磁绕组用以调节气隙磁通，这种电机在宽转速范围内具有高的效率。第四大类开关磁阻电机，也一直被认为是很有前途的电动汽车驱动电机(个人对其前景是比较看好的)，它自身结构和变流器结构都简单可靠，转速范围宽、散热能力强、制动能量回收效率高，但也不可否认，目前噪声和转矩脉动问题使得这种电机目前没有达到商业化。

为了横向比较各种电机的性能，简单列表如下：

由上表我们看到，直流电动机结构简单，也是电动汽车较早使用的驱动系统。但是直流电机采用电刷实现机械换向，而在实际使用过程中，电刷磨损很快，需要人员经常维护，可靠性嘛，不是很高。而且换向火花也限制了电机的高速运行，还有就是电机体积也较大。

而感应电机结构牢固，加上现如今异步电机的矢量控制技术已十分成熟，它的调速控制性能优越，适合于高速、大功率的电动汽车。存在的缺点是在小负荷范围内效率低。

再来看第三类永磁电机，它包括无刷直流电机和永磁同步电机两类。无刷直流电机比其它电机的效率和功率密度高，但在高速恒功率区域工作的弱磁控制难度大，而且转矩脉动大。而永磁交流同步电机采用正弦波供电，效率和功率密度高，在高速恒功率工作区域弱磁控制能力优于无刷直流电机，但它也存在过弱磁引起磁钢性能退化的问题，因此对于高恒功率比的特性，电机设计难度也是较大的。

还有就是有一种混合励磁永磁无刷电机，它是一种特殊的永磁无刷电机，简单来说，是在电机中加入励磁绕组用以调节气隙磁通，这种电机在宽转速范围内具有高的效率。

第四大类开关磁阻电机，也一直被认为是很有前途的电动汽车驱动电机(个人对其前景是比较看好的)，它自身结构和变流器结构都简单可靠，转速范围宽、散热能力强、制动能量回收效率高，但也不可否认，目前噪声和转矩脉动问题使得这种电机目前没有达到商业化。

比较完了四大类电机性能的优劣，在补充一下电动汽车到底需要什么样的电机？一般来说，电动汽车用电机的性能是比常用的工业用电机要求严格的。因为电动汽车的电机从储能系统中获取有限的能量来产生动作，所以在这种情况下就要求它在各种环境中的效率要高，从而能保证一次充电的续驶里程尽可能长。除此之外，搭载在车辆上的电机，其体积、重量一般应为工业用电机的1/2~1/3，也就是要求电机轻量化、小型化。汽车上的电机振动达到3~5g左右，而轮毂电机更达到20g，因此确保任何环境中电机的可靠性和长寿命非常重要，目前电动车用电机行业，研究广域高效率、高功率密度、高可靠性以及低成本、低噪声的电动汽车专用电机是电动汽车电力驱动系统的发展趋势。——————————————————————————————————————————目前市场上的电动汽车主要是用交流感应电机和永磁电机，前者欧美国家使用较多，主要是成本低，但转速区间相对较小，效率低；而后者受日系车青睐，转速区间和效率都有所提升，但是需要使用昂贵的稀土永磁材料钕铁硼，我们都知道，日本是一个资源匮乏的国家，而且稀土价格很贵，所以现在小日本也正在潜力开发开关磁阻电机。目前在我国国内的电动轿车中，多采用永磁同步电机，如：东风、长安、一汽和上汽等汽车公司生产的混合动力轿车，而大巴车多采用交流电机。直流电机在现代高性能车上的应用正在减少，但仍有一些汽车在应用，如山东陆骏电动汽车有限公司生产的陆骏电动汽车。也有部分企业曾采用开关磁阻电机作为驱动电机，如东风汽车股份有限公司研制的混合动力城市公交车采用风冷式开关磁阻电机。由于中国稀土储量极大丰富，而且电机工艺已经接近世界先进水平，因此预计永磁电机将在较长时间内占据新能源汽车的电机市场。

比较完了四大类电机性能的优劣，在补充一下电动汽车到底需要什么样的电机？

一般来说，电动汽车用电机的性能是比常用的工业用电机要求严格的。因为电动汽车的电机从储能系统中获取有限的能量来产生动作，所以在这种情况下就要求它在各种环境中的效率要高，从而能保证一次充电的续驶里程尽可能长。

除此之外，搭载在车辆上的电机，其体积、重量一般应为工业用电机的1/2~1/3，也就是要求电机轻量化、小型化。汽车上的电机振动达到3~5g左右，而轮毂电机更达到20g，因此确保任何环境中电机的可靠性和长寿命非常重要，目前电动车用电机行业，研究广域高效率、高功率密度、高可靠性以及低成本、低噪声的电动汽车专用电机是电动汽车电力驱动系统的发展趋势。

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目前市场上的电动汽车主要是用交流感应电机和永磁电机，前者欧美国家使用较多，主要是成本低，但转速区间相对较小，效率低；而后者受日系车青睐，转速区间和效率都有所提升，但是需要使用昂贵的稀土永磁材料钕铁硼，我们都知道，日本是一个资源匮乏的国家，而且稀土价格很贵，所以现在小日本也正在潜力开发开关磁阻电机。

目前在我国国内的电动轿车中，多采用永磁同步电机，如：东风、长安、一汽和上汽等汽车公司生产的混合动力轿车，而大巴车多采用交流电机。直流电机在现代高性能车上的应用正在减少，但仍有一些汽车在应用，如山东陆骏电动汽车有限公司生产的陆骏电动汽车。

也有部分企业曾采用开关磁阻电机作为驱动电机，如东风汽车股份有限公司研制的混合动力城市公交车采用风冷式开关磁阻电机。由于中国稀土储量极大丰富，而且电机工艺已经接近世界先进水平，因此预计永磁电机将在较长时间内占据新能源汽车的电机市场。

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