《汽車攻城獅》特斯拉現已加入永磁同步電機陣營—Model 3電機拆解

其實在細分的話，還有一個開關磁阻電機，但其主要應用於新能源商用車領域，我們這次就不涉及了。對於前兩者的區別，可以簡單概括為轉子與定子是否同步，以及是否含有釹鐵硼這些永磁材料。

定子and轉子

在下面解釋兩種電機區別的時候，會經常提到定子和轉子。這兩者是一台電機中不可缺少的部件，在這裡先給大家科普一下以便理解。為了讓大家更形象的了解，我可是狠心拆了一個收藏多年的田宮四驅車馬達啊~！沒錯，就是大伙兒時玩的四驅車馬達，這也是最簡單的一種直流電機，原理跟真車上的大致相同。

我們看下圖，能看到在外殼內側沾著兩塊磁鐵，這兩塊磁鐵就是定子，大白話就是定在那不動的就是定子。

那轉子也就好理解了，一直在旋轉的就是轉子，它就長下邊這樣。轉子中間纏繞的是銅線，作用是導電。小時候總是自己繞馬達，換更粗的銅線繞更多的圈數，為的就是讓更多的電流經過提升轉速。

把定子和轉子結合到一起，形成電機時就是下邊的樣子。定子負責產生勵磁磁場，對處在其中的通電導體產生力的作用。轉子槽中有銅線,當裝上電池打開開關，銅線被通電時,就會在勵磁作用下旋轉，轉子轉動將電能轉化為機械能，通過兩頭的齒輪帶動前後車輪運動。不同種類的電機，定子、轉子的結構也不同，但相同的是定子是不動的，產生磁場。轉子是轉動的，在定子的磁場中受力轉動。

好啦，相信通過上面的普及，小夥伴們也該大致明白定子和轉子的含義了。下面我們回到真車上。

交流非同步電機

交流非同步電機轉子的轉速，總是慢於定子旋轉磁場的轉速，因此表現為非同步運行。感應電機的特點為：結構簡單、成本較低、功率更大。缺點就是體積大，重量重，代表車型有特斯拉的Model S/X以及蔚來ES8。

相信看到這裡，大家應該就能明白為什麼特斯拉的車型動不動就能兩秒多破百了，很大一部分因素就是因為交流非同步電機功率更大的特性。

永磁同步電機

永磁同步電機在結構上與交流非同步電機相似，主要的組成部件同樣是定子和轉子，其中定子的結構與交流非同步電機上的一致，但轉子由一塊永磁體構成。永磁同步電機轉子的速度是和定子同步的，且轉子是磁性很強的永磁體，磁場不會消失，所以叫做「永磁同步電機」。

相比交流非同步電機，永磁同步電機能量轉換效率比較高、且能耗較低。咱們上邊也提到了，基本上國內的新能源汽車都在使用永磁同步電機。因為同等功率下永磁同步電機的體積更小，效率更高。

但更關鍵的是，永磁同步電機所需要的釹鐵硼永磁材料需要使用稀土資源。而我國擁有全球50%以上的稀土資源，釹鐵硼磁性材料的總產量達到全球的80%。這樣一來，外國車企想要用永磁同步電機的話，就不得不考慮進口稀土材料或電機總成的問題。

特斯拉為什麼換永磁同步電機

我認為有兩個原因，一是整車尺寸小了，底盤空間布局更緊張，為了兼顧續航，只能犧牲性能提高電能利用率，轉而採用體積更小的永磁同步電機。二是因為永磁同步電機綜合效率要比交流非同步電機更高，穩定性更好。其實，特斯拉會採用永磁同步電機的舉動在三年前就有了預示。

小編最近看了一篇有關特斯拉產業鏈的文章，其中電機部分的釹鐵硼磁性材料是由中國的中科三環公司提供。其實，早在2016年10月，特斯拉就與中國的磁性材料公司中科三環簽署了《特斯拉零部件採購通用條款》。雙方的交易的主角就是釹鐵硼材料，也就是永磁同步電機的核心材料。人家特斯拉早有打算，所以也就不足為奇了是吧。

小結：

和電池技術一樣，電機技術也在尋求更廣闊的天空。無論是哪種電機，都在為輕量化、高可靠性、高效性努力。現階段其實是電池技術在拖電機的後腿，有朝一日，電池技術也會變得成熟與可靠。未來，電池與電機是否可以碰撞出更精彩的火花，能否打出漂亮的配合，還讓我們拭目以待吧！

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