从能量守恒的角度来看，传统燃油车的发动机通过化学能变成机械能，即便热效率能达到夸张的50%，其能量转化率也非常低，毕竟发动机输出的能量还要经过变速箱、传动轴才能抵达车轮，同时还有一部分能量通过排气和冷却系统浪费掉了。而电动车则不一样，动力电池中的化学能通过电子转移产生电流，再通过电缆直接带动电动机做功，其能量利用率可达到80%-90%。举个简单的例子，百公里电耗16kWh的电动车，每行驶一百公里消耗16X3.6X10^6=5.76X10^7焦耳能量。对比百公里油耗为8L的燃油车，一升汽油的质量大约为0.73kg，汽油热值为4.6*10^7J/kg，百公里消耗0.73X8X4.6X10^7=2.686*10^8焦耳能量，是电动车的5倍之多。而电动车损失的10%-20%能量消耗在电池内阻、电控系统和电机内部，其中大部分的能量损失在电机。所以，如果电机的能量利用率能再提高，可以进一步节省电能提升续航里程。本篇我们就来研究下电机的两种主要形式，交流异步与永磁同步，它们有何优缺点。

三相交流异步电机也叫感应电机，由外壳固定的定子，和里面的转子组成。定子由硅钢片叠压，并在其上绕上线圈（绕组），给线圈通电即能产生磁场。由于使用的是三相交流电，所以，线圈在定子内每120度为一个单元，共三个单元，相互对称排列。三个独立绕组组合在一起形成一个360度的圆柱形定子。转子铁芯同样由硅钢片叠压而成，其上也绕上导电杆（绕组）。转子是不通电的，转子的电流来自于切割定子的磁力线，所以叫感应电机。

定子通电产生磁场，转子则在定子产生的磁场中做“导体切割磁感线运动”，产生了感应电流。这个电流在旋转的磁场中又受到安培力的作用，使转子转动，但是转子的转速和定子产生的磁场的速度不一样，也就是“异步”的意思。

交流异步电机中，由于没有磁铁，磁场来自于定子中的通电绕组，所以外界环境不会影响它的性能，可靠性高、成本低、对温度不太敏感，所以很多高性能电动车会用交流异步电机，如特斯拉前后双电机车型，前面的电机就用到交流异步电机。缺点也比较明显，就是功率密度低，想提高功率只能把电机做的越来越大，会占用电动车更多的空间。同时，还需要逆变器将电池输出的直流电变成交流电，逆变器也会损耗一部分电能。

在说永磁同步电机前，我们先来看看小时候玩的四驱车电机。它由强磁铁、绕组转子、碳刷组成，一个好的高速小马达价格在大几百元。四驱车上用的小马达叫直流永磁碳刷电机，看名字，与永磁同步电机差不多了。

永磁同步电机也是由绕组、强磁铁组成，为了省去碳刷这个耗材，它将定子做成了绕组（与交流异步电机相似），而转子则由永磁材料打造。工作原理如下：

直流永磁同步电机工作原理 

过逆变器将直流电变成交流电，给定子上的线圈通过正玄波三相电，每120°（上图绿蓝红线圈）就会制造一个吸引转子永磁体的磁场，从而使转子瞬间旋转，不存在时间差所以叫同步电机。永磁同步电机的关键在于转子上的永磁材料，现在多数用的是钕铁硼材料制作，而钕则来自于稀土，成本较高，永磁同步电机的优势是能量转换效率高、体积小功率大，多用在长续航电动车上，以及部分混动车的变速箱中；缺点也比较明显，就是永磁材料容易受热而发生退磁，所以要对电机的冷却系统设计多费心。如某些主机厂宣传的：弹射起步10次不衰减，高速巡航不衰减等，其实就是电机、电池的冷却系统比较强大。

写在最后

不论是交流异步电机，还是永磁同步电机，都被大量应用在纯电动车上。而永磁同步电机逐渐成为大趋势，但用于稀土材料稀缺原因，很多国外车企更喜欢用交流异步电机，并且努力提高其功率密度。像特斯拉的交流异步电机相比其他家的铝转子，特斯拉采用了铜转子并拥有专利技术，让交流异步电机也能做到体积小功率高。最后我们在通过一个动画视频再加深下记忆：

电动车两种电机了解一下