听不懂的汽车黑话电机磁场怎么动才能让车跑的快 轴向磁通电机随着高端车的使用，成了一个很热门的领域。可能大家不知道，其实早在1821年，法拉第发明的第一台电机，就是轴向磁通电机。只不过在当时，受限于材料和工艺，这条路线没能真正走向产业化。直到1999年，英国科研机构提出了第三代轴向磁通永磁电机的概念，采用双转子结构；2015年，像YASA、ERAX这样的公司才真正把它商业化。近些年，随着电动车、低空飞行器和机器人等新兴领域的崛起，轴向磁通电机才重新被推到舞台中央。

那么，轴向磁通电机到底有什么特别之处呢？

首先，我们先对比一下它和传统电机的区别。市面上常见的大多数电机，其实都是径向磁通电机，也就是磁通量在径向方向流动。而轴向磁通电机的磁通量则是沿着电机轴心方向穿过盘状气隙。简单理解，径向是“横着走”，轴向是“竖着走”。磁路路径更短、更直接，这种拓扑差异就带来了性能上的显著不同。

第一个优势，就是高扭矩密度和功率密度。扭矩的大小，取决于作用力与力臂的乘积。轴向磁通电机把有效导体和永磁体布置在更大的半径位置，相当于给力臂加了一个“天然加长杆”，所以在相同磁体材料下，它能输出更高的扭矩。根据公式，径向电机的扭矩和直径平方成正比，而轴向电机则是三次方，这意味着随着尺寸增大，轴向电机的优势会越来越明显。举个例子，英国YASA的电机重量只有24公斤，体积5升，却能提供800牛·米的扭矩，密度是同类径向电机的四倍。

第二个优势，是节省空间和轻量化。同样的外径下，轴向磁通电机的厚度只有径向电机的一半左右，重量也能减少一半。比如在一款5.5千瓦的盘毂电机中，轴向方案只需87毫米的长度和11公斤的重量，比传统电机缩小了接近一半。这种紧凑性非常适合高性能跑车、低空飞行器，甚至是人形机器人。因为这些应用都对体积和重量极为敏感。

第三个优势，从长远看，成本有潜力更低。电机行业的定价通常和重量强相关，因为重量基本代表了材料消耗。轴向磁通电机在相同输出下，重量更轻、用料更省。假设工艺成熟后，制造成本与径向电机持平，那么它在材料上的节省就能转化为价格优势。换句话说，未来它可能不仅性能更好，还比传统电机更便宜。

第四个优势，是更节能。由于磁通路径直接，铁心损耗更低，整体效率比普通径向电机能高出15%到25%。在机器人、无人机、eVTOL这种对续航非常敏感的领域，这种节能效果尤为重要。

第五个优势，是结构可拓展性。轴向磁通电机的盘式结构，允许通过增加定子和转子的叠层，轻松扩展功率和能量密度。就像搭积木一样，同一个外壳可以组合成不同功率等级。这不仅意味着适配场景多，还给研发者留下了很大的创新空间，比如PCB定子、无轭设计，甚至利用海尔贝克阵列优化磁场。这些路线都为未来的性能迭代埋下了伏笔。

轴向磁通电机的核心优势可以归纳为五点：高扭矩高功率、轻量化、潜在的低成本、更高能效，以及结构上的强拓展性。它正逐渐成为新兴应用场景中的热门选择。当然，轴向磁通电机也并非完美无缺，它在散热、工艺、量产稳定性上还有待解决，产业化挑战也不少。

设计挑战是车企第一个需要解决的，轴向磁通电机要想做到高功率密度、低损耗，核心难点在三个方面：磁路设计、热设计，以及电机控制优化算法。这类电机不像传统径向电机有成熟的标准化工具，很多参数优化要靠企业自研软件，开发成本不低。不过好消息是，大部分设计软件还是可以通用，只需做部分改动。

再看制造环节，挑战更大：定子铁芯，需要沿周向卷绕硅钢片，工艺难度极高，对精度要求苛刻，而且自动化水平不高，效率低、成本高。转子平衡，盘式转子在高速下，轴向磁拉力能达到数吨，必须用碳纤维包裹、强化轴承，甚至采用双定子结构。装配精度，平面气隙面积大，哪怕微小偏差都会带来转矩脉动、噪声甚至结构损坏，很多厂商不得不引入电磁辅助装配工艺，成本又上去了一截。绕线、充磁也是硬骨头，尤其整体充磁，需要定制大尺寸模具，投入大，工艺难。

在做一级投资的时候，有一位前同事对轴向磁通电机非常看好，当时在讨论是不是要投资的时候，产生了对这个技术比较激烈的讨论。但是客观来说这种技术不是没有未来，而是产业化难度超乎想象，我们期待这个技术往前再走两步。

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