北京交通大學電氣工程學院的研究人員朱健、曹君慈、劉瑞芳、丁宇行，在《電工技術學報》2018年增刊2上撰文（論文標題為「電動汽車用永磁同步電機鐵心採用非晶合金與矽鋼的性能比較」）指出，電動汽車用驅動電機設計製造工藝日趨成熟，從設計方面考慮電機性能的提升很難再有所突破。非晶合金是一種新型功能材料，具有高導磁率、低損耗及低矯頑力等優點，將其應用於電機定子鐵心可以降低定子鐵耗從而提高電機效率。
為研究電機定子鐵心採用非晶合金和矽鋼對其性能的影響，本文對兩臺結構相同、定子鐵心分別採用矽鋼和非晶合金的永磁同步電機進行性能計算，對比矽鋼電機和非晶合金電機的磁通密度分布、鐵耗分布。隨後對兩臺電機進行實驗，得到矽鋼電機和非晶合金電機的效率MAP圖。
結果表明，在高速區非晶合金電機相比矽鋼電機具有鐵耗低和效率高的優勢，而在低速和大轉矩下，其優勢較小。
隨著全球能源危機加重，如何降低能源消耗，提升能源利用效率已成為各國關注的焦點。電動汽車可以實現零排放或近似零排放，能有效解決環境問題和能源危機，成為世界各國積極研討的課題。永磁同步電機因具有調速性能好、功率密度高、運行較可靠等特性，已被廣泛應用於電動汽車，其電機效率也備受關注。但隨著電機頻率的上升，電機的損耗會大幅增加，同時帶來發熱等問題，導致電動汽車續航能力差，安全性能下降，這些問題是由傳統矽鋼片材料的特性所決定的，因此可以考慮改變電機材料以改善這一情況。
非晶合金材料具有高磁導率、低矯頑力和低損耗特性，它在一些領域正逐步取代傳統矽鋼片和鐵氧體材料，成為一種新型的綠色材料。中國科學院物理研究所於2005年成功研製出新型非晶合金。耶魯大學J. Schroeres等使用金屬合金加工和製造非晶合金微納米，目前非晶合金已廣泛應用於變壓器中，並取得很好的效果。
與其他軟磁材料相比，非晶合金材料在高頻時鐵耗較低，其在高頻領域的應用已取得了良好的效果。例如在變壓器上使用非晶合金材料替代傳統的矽鋼片可以大幅降低鐵耗，從而提升效率，節約能源；非晶合金材料也在一部分異步電機上應用，經過參數調整，證明非晶合金應用於異步永磁電機定子鐵心可大大降低電機的鐵耗並提升電機效率；與此同時，非晶合金材料在電力電子等方面應用也較為成熟。因而進一步推廣非晶合金材料的應用範圍，能較好地解決我國能源利用效率低的問題，非晶合金在很多領域已經體現出很高的經濟效益。
本文針對電動汽車用永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）中非晶合金材料帶來的性能改善展開研究。針對一臺18kW永磁同步電機，製作兩臺相同結構、不同定子鐵心材料的樣機，其中一臺定子鐵心採用普通矽鋼片，另外一臺採用非晶合金。對比了兩臺電機的質量，採用電磁場數值計算方法求解兩臺電機的空載齒槽轉矩、磁通密度分布和鐵耗分布，並針對實驗樣機進行測量。
圖14 電機實驗平臺結論
本文針對兩臺18kW、定子鐵心分別採用矽鋼材料和非晶合金材料的永磁同步電機進行分析，建立了有限元分析模型。通過仿真驗證非晶合金電機的鐵耗遠小於矽鋼電機，分析了隨著頻率變化矽鋼電機和非晶合金電機的鐵耗變化趨勢。
通過對兩臺電機進行實驗測試，證明了有限元模型的合理性和準確性；對比了兩臺電機的效率MAP圖，從圖15和圖16中可看出非晶合金電機較矽鋼電機在高速下效率更高，適用範圍更廣，用於電動汽車可以適應於更多的工況。但從圖16中也可以看出，非晶合金電機在低轉速、大轉矩下存在電機效率較低且效率下降快的問題。為充分發揮非晶合金材料的優勢，對非晶合金電機進行優化設計以進一步提高電機效率，是後續研究的主要內容。