【永磁同步电机阵营：比亚迪&宝马等豪华品牌】
众所周知，新能源汽车是否足够高效节能，续航里程是否能满足日常行车需求是当前新能源场市场看重的部分。然而与交流异步电机相比，永磁同步电机具备高效区宽、功率密度以及扭矩密度高、体积小、控制简单等方面的优点，刚好符合市场需求，所以永磁同步电机也越来越受到各大车企的信赖。当前，大部分主流汽车厂商比亚迪、宝马、几乎都采用永磁同步电机。
那到底什么是永磁同步电机呢？永磁同步电动机（英文名称为permanent mag⁃net synchronous motor，简称PMSM）主要是由转子绕组、机壳、定子铁芯及旋变组件等各部件组成。永磁同步电动机的定子结构与普通的交流异步电机的结构非常相似，定子旋转磁场“拖着”转子磁场（转子）转动，所以永磁同步电机的转子速度一定和定子旋转磁场相同，所以叫同步电机，反之，则叫异步电机。永磁同步电机在转子上放有高质量的永磁体磁极，定子线圈的磁场会因为断电而消失，但是转子却是磁性很强的永磁体，磁场并不会消失，因此称之为“永磁同步电机”。
初步认识了永磁同步电机，接下来我们就要了解一下永磁同步电机的阵营中的龙头，比亚迪的电机技术了。说比亚迪是电机领域的头部企业，大家还真别怀疑。在国内，比亚迪是目前唯一拥有完全自主研发设计永磁同步电机的主机厂。很多人都知道比亚迪以电池起家，动力电池系统做的非常出，熟不知电机相关技术也毫不逊。自2023年起，比亚迪连续4年包揽车用（含乘用车及商用车）电机装机量榜首位置。随着比亚迪核心技术，双模技术的几次迭代升级，电机技术也因此不断得到提升。比亚迪第三代双模技术下，永磁同步电机采用水冷的冷却方案，电机采用全水套的设计理念，使得电机的散热面积达到最大，同时比亚迪的电机冷却系统采用闭环温度控制方式使得电机冷却效果达到最佳，提高了电机功率和扭矩输出能力。在控制方面，采用最大转矩电流比控制和弱磁控制，最大转矩电流比控制算法（MTPA）可以让电机在相同的定子电流条件下，电机输出更大的电磁转矩。弱磁控制成功提高永磁同步电机的调速范围，使电机可工作于额定转速以上的运行区间。在不同的转矩和转速需求下，针对性地调整控制算法，可以使电机输出更大转矩和更高效率，节省电池电量，提供电机的动态性能。NVH方面, 电机的转子采用斜极方案以及对电机的齿槽转矩进一步优化，使得电机的NVH性能得到很大的提升。在电磁设计方面，比亚迪采用优化设计分析法以及电磁仿真设计分析，使得电机的磁饱和度达到最优，
plus 论坛使得电机的扭矩密度和功率密度得到进一步的提升，功率和扭矩都比上代产品得到提升，电机具有更强的动力性。第二代双模技术电机总功率达到110kw，总扭矩达到250Nm而在第三代双模技术的提升下电机总功率达到180kw，总扭矩达到330Nm。
比亚迪的新能源技术向来是口碑颇好，毋庸置疑，其最核心的DM3.0技术按电机位置来区分，一共有三种动力架构分别为：P0+P3,P0+P4以及P0+P3+P4（BSG电机位于P0，前驱动电机位于P3、后驱动电机位于P4）。位于P3和P4的前后驱动电机都是永磁同步电机，而永磁同步电机是一种由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，既可以发电也可以驱动。当永磁电机发电时，永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流，此时转子动能转化为电能发电。当永磁同步电机作为驱动电动机使用时，定子则通入三相对称电流，三相定子电流在空间上产生旋转磁场，转子在旋转磁场中受到电磁力的作用而作旋转运动产生机械能。因此车载永磁同步电机既可以作为发电机来用，也可以作为驱动电机来用，只是二者的控制方式不同。比亚迪永磁同步电机线圈采用永磁体激磁，不采用线圈激磁的方式。这样省去了激磁线圈工作时消耗的电能，提高了电机机电转换效率，可以降低行驶电流，延长续航里程。另外，比亚迪也是国内一直坚持使用高功率电机的新能源企业，新一代电机的最高转速已经达到了15000转
速区间，兼具有非常宽泛的经济转速，进一步降低能耗。
（永磁同步电机结构图）
比亚迪之所以采用永磁同步电动机也是因为永磁同步电机的性能的确很优，由于永磁同步电机的磁场是由永磁体产生的，所以可以避免通过励磁电流来产生磁场而导致的励磁损耗（即铜耗），铜耗低效率高。再者由于转子运行无电流，显著降低电动机温升，在相同负载情况下温升低20K以上，所以温升低，总体看来永磁同步电机效率高，能耗小，更经济。功率密度和扭矩密度高，同等功率和扭矩情况下体积小质量轻，利于车辆轻量化，减少电动汽车能耗。而且永磁同步电机不存在转差率，使得控制起来比较简单。
新款奥迪a1为了满足不同人对不同车型产品的需求，比亚迪开发了40kw、70kw、120kw和180kw平台的驱动电机，几乎覆盖了所有车型。目前新开发的三合一驱动电机电机最高转速达到15000转，电机的输出扭矩达到了330Nm。多年来比亚迪坚持技术为王的理念，深耕三电技术，从第一代F3DM车型，到现在的上市宋pro DM车型，电机的性能在一步一步提高，从永磁体的耐温、耐振动性能到电机的功率密度，以及效率都得到了很大的提高。以唐DM车型为例，搭载前后永磁同步电机，整车的百公里加速达到了4.3s,搭载三合一永磁同步电
机的刚刚上市的宋EV以及秦EV，唐EV车型整车续航里程达到了500公里以上，永磁同步电机的高功率密度，高效率是提高续航里程的保障，在保证蓄电池能量的一定情况下，永磁同步电机具有更高的续航里程。当然除了比亚迪，宝马等豪华品牌也在使用永磁同步电机 ，可以说这个阵营里可谓是大咖云集，实力也绝对够硬。2.7的普拉多
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永磁同步电机和交流异步电机的主要区别，可以简单概括为转子与定子是否同步，以及是否含有永磁体（钕铁硼）。
特斯拉的Model S 与 Model X在目前还是在使用交流异步电机，其主要原因是永磁同步电机的永磁体会产生高温、振动等机械热负荷易退磁，而交流异步电机定子所用的绕组不存在易退磁的问题，可靠性高且过载能力强。同时，由于永磁同步电机的永磁体材料为稀土资源，比较贵，而异步电机的转子是通过线圈绕组产生电流进行励磁，无永磁体，所以相成本更低。再者，其交流异步电机转子采用铜线方案电机效率相较与铝线绕制效率更高。由于永磁同步电机定子磁场由永磁体产生，定子磁场无法进行调节，只能通过调节绕组电流的大小来进行削弱永磁体的磁场，进行弱磁扩速，所以 不易控制，但是异步电机则可以
通过改变电机转子绕组的电流大小进行磁场的调节，所以电机弱磁调节控制起来要简单很多。综上所述，Model S 与 Model X决定以可靠性、低成本、高效率及易控制的原则为优先，采用交流异步电机的解决方案。
Model s 标准版续航，纯电续航里程为490公里，其搭载的2个交流异步电机，其电池容量为100kwh，全新一代唐EV，纯电续航里程520km搭载的为前后2个永磁同步电机总功率达到180kw，总扭矩达到330Nm，电池容量82.8kwh。在比亚迪电池容量小于Models的情况下比亚迪纯电续航里程却更长，说明搭载永磁同步电机的比亚迪永磁同步电机续航里程更长，效率更优。目前特斯拉的Model 3，车型也搭载了永磁同步电机，据爆料，特斯拉在中国建厂后，特斯拉也将转投永磁同步电机。不仅仅特斯拉，还有那些使用了交流异步电机的的造车新势力，也是部分车型用交流异步电机部分车型选用永磁同步电机。再有使用交流异步电机的也就是北汽新能源的一些低端车型了。从目前的趋势来看，越来越多的车企开始选用永磁同步电机，永磁同步电机是否是未来的一个大趋势，我们接下来继续进行比较分析。
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从两大阵营PK的层面上看，本来交流异步电机的阵营就人丁稀少，只有特斯拉Model S 与 Model X以及国内的蔚来 ES8 与江铃 E200S等为数不多的车型搭载了交流异步电机。除此之外，就很难觅得永磁异步电机阵营的同盟军了。相比之下比亚迪秦(参数，图片) EV、宋(参数，图片) EV、吉利帝豪 EV、荣威 ERX5、宝马 i3等大部分纯电动车都是搭载永磁同步电机，这个阵营可以说是人丁兴旺，且还在逐步壮大中。
让我们再从电机本身的优劣势来看，目前纯电动车的续航里程势必是消费者购买新能源汽车的一项重要的指标。而永磁同步电机的高功率密度，高效率等优势都有助于提高续航里程。而且高耐热性、高磁性能钕铁硼永磁体的成功开发以及电力电子元件的进一步发展和改进，使稀土永磁同步电机的发展进一步完善，日后的发展前景势必更加光明。再者，永磁同步电机所需要的钕铁硼永磁材料需要使用稀土资源，而我国拥有全球70%的稀土资源，钕铁硼磁性材料的总产量达到全球的80%。如此充沛的稀土资源可谓是永磁同步电机在中国新能源市场蓬勃发展的巨大优势。2023年我国全年车用电机装机量达到87.4万台，其中永磁同步电机占比77%，总计装机68万台。2023年仅1-8月车用电机就已装机55.1万
台，永磁同步电机占比升至78.33%。所以总的来看永磁同步电机将是毫无疑问的电机技术发展的未来方向。
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