宝马采用的励磁电机相对于永磁同步电机和交流异步电机有什么优缺点？

关于总布置的问题暂且不论，宝马的励磁电机还是很有“特色”的。大部分人都在宣泄情绪，这里好好来讲讲励磁电机的是非。

为了回答为什么宝马要用励磁电机，先说说车上有啥电机。市面上绝大部分的新能源汽车的电机都是采用永磁同步电机主驱动，前驱会用异步电机作为辅助驱动。算上励磁电机，如果把这三种电机拿出来好好分析原理和结构，做对比，还是各有优劣的。

图1 三种新能源汽车的驱动电机原理对比

如图1，三种电机都需要逆变器，都需要定转子，都是三相的电机；三种电机的最根本的区别，就在于转子磁场的来源。永磁同步电机的转子磁场，源自转子上的磁钢；异步电机的转子，会根据定子磁场变化感应出自己的磁场；而励磁电机，原理上更接近永磁同步电机，也是一种同步电机，只是将转子上提供磁场的磁钢，换成了电流电，因为通电导线，具有磁场（安培定则）

因此，下面主要对比永磁的同步电机，和励磁的同步电机的区别。

刚才也说了，励磁电机通过直流电提供转子的磁场，因此，需要额外的电路去给转子通电；由于转子在高速旋转，如果用寻常的外部电源通过导线传输电流是无法实现的，这样就需要电刷导电，来给转子内的电路供电；同时，电池供电都是400V-800V的电压，转子励磁用不到如此大的电压，还需要额外的一个DC-DC降低电压。

考虑综合成本，以150kW的电机为例，相较永磁同步电机的钕铁硼1kg几百块的价格，能节省500元左右的成本。

碳刷的确有磨损，有维护周期，但是从设计角度，达到30W公里是没有任何问题的。但是需要明确的是，设计能通过，能过耐久测试，不代表到消费者手中完全不出故障，这也是不现实的。对我而言，如果我去设计的时候，除了碳刷本身的耐久，碳刷摩擦产生的碳粉对清洁度的影响 也是要考虑的问题，要考察长周期试验后的清洁度，再做好耐久试验通过的话，其实碳刷完全不是问题。同时，由于没有磁钢（磁钢比较娇贵，目前SH级别的磁钢在ASC下，做不好就要退磁），完全没有退磁风险，转子处的散热压力小，这方面寿命也更让人安心。

励磁电机的励磁电路也存在铜损，最高效率和CLTC效率会比永磁电机低点儿，但是高速区间效率高，没有磁钢的涡流损耗，没有那么高的弱磁损耗（可以通过降低励磁电流减少反电势），我粗估超过100km时的整体的效率要比永磁同步电机高，并且损耗能差几kw出来，也更适合德国这种动辄170.180km/h甚至200多的不限速高速。

同时，由于没有那么高的磁钢发热，不用考虑ASC下的转子温度和工况，对于开发也更友好，对于跑高速的寿命也更友好，跑高速也更安心。此处不展开讲国内降本对于电机内部零部件选型的影响了，总之目前国内的电机成本很低，牺牲了一定的冗余和极端工况下的安全；同时，电机的功率更好提升，调整励磁的电流，就可以调节电机的功率（也要相应调整定子绕组考虑定子的散热），对大功率电机而言，不需要更多的磁钢，设计上不需要非常精细的跑寻优去优化磁钢的排布（不需要节省磁钢，成本优势）。

这是宝马不采用永磁同步电机的主因，众所周知，稀土这个东西，我们一旦不提供，全世界永磁同步电机都得歇菜，考虑政治因素，对宝马而言，励磁电机更安全。 

和异步电机作对比的话，不同的是由于励磁电流可控，功率密度相较异步电机更高。效率也更高，相同的是没有磁钢不担心退磁，且高速损耗低。

作为电机而言，目前的400V还是800V电机，无论是机械还是电气的设计寿命，也基本都集中在10年-15年，20-30万公里的区间；从作者个人的角度考虑，碳刷并不会使得电机不够耐用，其他部件普通人只是不了解罢了，无论是塑料含水的耐久机械性能，还是高压绝缘 绝缘漆，纸的耐油寿命，抑或是磁钢的ASC退磁工况，还是说轴电流问题，等等，这里面门道很多，宝马的励磁电刷的寿命按照宝马的设计标准去验证，不会有任何问题；或者说出了问题，不是电刷原理上的问题，属于设计缺陷，这样的话那就需要针对性的去优化，这也是我为什么建议普通消费者不要买刚刚SOP的车，还是要等一年再购买。

来源：RIO电驱动

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