整体来看,我国驱动电机已取得较大进展,自主开发出满足各类新能源汽车需求的产品,部分产品的主要性能指标已达到相同功率等级的国际先进水平。但是,这些产品在最高转速、功率密度及效率等方面与国外仍存在一定的差距。
①最高转速。最高转速是驱动电机的重要指标,也是目前国内驱动电机较之国外电机差距最为明显的指标。国内绝大部分永磁同步电机的最高转速在10000r/min以下,而国外基本在10000r/min以上。
②功率密度。虽然国内电机在功率方面基本能够达到国际水平,但是在同功率条件下存在重量劣势,因此功率密度较之国际水平存在较大差距。目前,国内的永磁同步电机功率密度多处于1~kWkg区间内。
③效率。在电机效率方面,国内电机的最高效率均达到94%~96%,已达到西门子、Remy等企业的水平。但是在高效区面积方面,如系统效率大于80%的区域占比方面尚存在一定差距。我国电机的高效区面积占比集中在70%~75%而国外电机基本达到80④冷却方式。电机的冷却方式已经从自然冷却逐步发展为水冷,目前国内电机企业采用水冷为主,国外先进的电机企业已经发展到油冷电机。国内部分电机企业也研发出油冷电机,如精进等,使电机的冷却效率得到进一步提升永磁同步电机的发展具有以下瓶颈。
①功率密度。功率的提升有两种途径:一种是提高转矩,另一种是提高转速。前者主要问题是过载电流加大,造成发热量高,给散热造成较大压力;后者是高速时铁磁损耗大,需采用高性能低饱和硅钢片,从而使成本提高:或采用复杂的转子结构,但影响功率密度。
②材料方面。永磁材料也是制约永磁同步电机性能提升的重要因素,目前常用的永磁材料钕铁硼主要存在温度稳定性差、不可逆损失和温度系数较高以及高温下磁性能损失严重等缺点,从而影响电机性能。
③生产工艺。永磁同步电机在生产工艺方面的难点是制约大规模配套乘用车的重要因素。因为水磁同步电机生产企业缺乏产业化的积累,国内企业生产不良率较高,无法达到乘用车企业的不良率要求,尤其是随着纯电动乘用车市场规模的扩大,百万级的年产量给永磁同步电机带来了巨大的。
