新能源汽车动力电机分类

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说到新能源汽车动力电机的分类，目前新能源汽车上经常会看到配备异步感应电机和永磁同步电机。这两种电机技术有各自的优缺点。异步交流电机具有良好的高速高性能表现。而永磁同步电机具有优异的低速高效率特性。除了这两种主流的电机以外，宝马的励磁电机可以说另辟蹊径，尝试在上述性能和效率上找到一个平衡点而独树一帜。接下来我们举一些实际的车型例子和相关专利来聊一聊。

↑异步感应电机（右）和永磁同步电机（左）内部结构

从异步感应电机和永磁同步电机的内部结构就可以很明显区分两种电机技术。永磁同步电机的转子为永久磁体，英文简称PMSM。而异步感应电机的转子不是磁体而是封闭线圈，也就是俗称的鼠笼结构，英文简称ACIM。

↑异步感应电机与永磁同步电机特性比较

那么异步感应电机相比较国内主流的永磁同步电机有哪些不同呢？**，异步感应电机具有更高的转速*限，*高可达15000转每分钟。并且有更强的过载能力，*大可达额定值的5倍。同时异步感应交流电机具有结构坚固性好、成本低和可靠性好的优点。当然它也存在着短板，那就是，峰值效率*高95%略低于永磁同步交流电机的97%。另外电机的外形尺寸异步感应交流电机相比较永磁同步交流电机在相同功率下也要大一些。因此两种技术并没有孰优孰劣之分。而是根据不同的车型特性来匹配相应的电机技术，从而找到*优解。

↑蔚来汽车异步感应电机（右）与永磁同步电机（左）

异步感应电机具有高性能的特性。蔚来汽车通过相应的铜笼技术和电机水冷技术进一步提升了电机功率，ES8前后轴使用了两台专利的大功率感应电机将百公里加速提升到了4.4秒的好成绩。而使用异步感应电机的特斯拉Model S更是将每个电机的峰值功率推向300kW，在疯狂模式下的百公里加速可以做到2.2秒的恐怖成绩。

↑蔚来ES8（上）和特斯拉Model S（下）交流感应电机

如上提到异步感应交流电机具有众多优势，但是其电机尺寸较大的特点也成为巨大设计挑战。蔚来汽车通过专利技术巧妙优化电机总成的体积，解决了电机在前后轴有限空间内的布置问题。

1.高度集成（一体集成电机E-Motor、齿轮箱Gearbox和逆变器PEU电机控制器）

2.异步感应交流电机体积优化

3.逆变器体积优化

↑蔚来汽车电机总成细节专利申报图

根据蔚来汽车电机总成专利申报图所示电动机单元300、变速箱单元200、逆变器单元100的装配关系爆炸视图。电动机单元、变速箱单元、逆变器单元沿变速箱单元的输入轴202的轴向排布。变速箱单元设有用于穿插电动机单元与逆变器单元的电连接线路的干腔。能将电驱动系统的连接线埋入壳体之内，从而保护电连接线路并使电机总成更加简洁。

↑蔚来 ES6采用异步感应（绿）与永磁同步（蓝）双电机布局

实际上异步感应电机和永磁同步电机各有优势，例如蔚来ES6就同时搭载了两种电机技术来根据工作状态充分发挥各自的优势。倾向于高速高性能表现的异步交流电机放置在后轴。而偏向于低速高效率的永磁同步电机布置在前轴。当中低车速时永磁同步电机工作，发挥其高效优势获得更长纯电续航。当高速路况时双电机同时工作，优化车辆加速性能。当减速时智能根据制动需求进行电机调配。普通制动由永磁同步电机进行制动能量回收，急减速则由双电机同时提供制动扭矩时回收能量。

励磁电机

↑宝马第五代电驱动系统励磁电机细节

除了这两种主流的电机以外，宝马的励磁电机可以说另辟蹊径，尝试在上述性能和效率上找到一个平衡点而独树一帜。基于永磁同步电机体积紧凑效率高的特点，宝马开发了励磁电机，即通过高压电流控制转子磁场强度来替代传统永磁体转子。这样既节省了珍贵的稀土磁体材料，又能够通过专利技术精确地按照工况挑战转子磁场，从而高转速区间进行弱磁控制克服传统永磁同步电机高转速性能差的弱点。从而兼具长续航里程和良好的加速和高速性能。

从专利细节来看，励磁电机的根本技术革新是在高转速时通过励磁电流调节，使转子磁场处在弱磁工况，由于磁不对称性和定子中流动去磁电流，从而产生附加力矩而优化动力电机在高转速时的加速性能。

↑宝马励磁电机专利

宝马i4纯电动轿跑是宝马M performance车型针对纯电动性能车的开山之作。基于独特的励磁电机电驱动系统，宝马i4在Sport Boost模式可以短暂达到400kW/536马力，而扭矩则直逼795Nm的峰值。在Launch Control的模式下百公里加速为3.9秒。普通模式也可达350kW动力和730Nm扭矩。制动能量回收更是在特定工况下可至195kW。

↑宝马i4纯电动轿跑加速和充电性能

综上所述，异步感应电机和永磁同步电机各有优势，异步交流电机具有良好的高速高性能表现。而永磁同步电机具有优异的低速高效率特性。而宝马通过专利的励磁电机技术尝试在上述两种电机类型的基础上另辟蹊径找到一个独特的平衡点。如何选择相应的电机技术实际并没有统一标准，更多的是针对车型需求去摸索*优解。

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