全球首次!我国轴向磁通电机实现批量生产:18000转/分钟

新能源汽车汽车下一代电驱核心技术,正式迎来新突破!

据科技日报消息,6月5日,上海盘毂动力科技股份有限公司正式发布系列高性能轴向磁通电机,标志着这项诞生近200年却长期停留在实验室的技术,终于在我国实现全球首次规模化量产。

这款被业内称为“电机界扁平革命”的新产品,以自重减轻50%、尺寸缩减50%、金属耗材节约50%的"三减半"优势,彻底颠覆了传统电机的设计理念,为新能源汽车、人形机器人、低空飞行器等战略性新兴产业注入强劲动力。

一、什么是轴向磁通电机?

电机是把电能和机械能相互转换的装置,按照内部磁通走向分为径向磁通和轴向磁通两大类。轴向磁通电机天生具备结构紧凑、功率密度高的基因,就像一张“能量薄饼”,磁场沿转轴方向流动,省去了大量硅钢片和铜线。

事实上,轴向磁通电机并非新技术,它是人类历史上最早出现的电机形态,其扁平盘式结构让磁通沿转轴轴向导通,相比传统径向磁通电机(俗称“滚筒洗衣机”式),天然具备高功率密度、高扭矩密度和轻量化的优势。

然而,由于核心材料、精密工艺和制造设备的多重瓶颈,这项技术长期被欧美企业垄断在实验室和小批量样机阶段,奔驰、雷诺等巨头虽已完成研发,但始终未能突破量产难关。

盘毂动力此次发布的系列轴向磁通电机,彻底改变了这一格局。公司在浙江金华兰溪建立的年产30万台套大电机生产基地,已全面构建起核心技术、制造工艺、规模化量产三大完全自主可控体系,真正实现我国在新一代电驱领域的颠覆性技术突破。

对比维度 盘毂动力 欧美企业(奔驰 / YASA、雷诺等) 领先情况
量产能力 全球首条规模化量产线,年产 30 万台套 仅完成小批量样机研发,未实现量产 绝对领先
功率密度 25.73 千瓦 / 千克,超中国 2040 年规划目标 42.94% YASA 约 15-20 千瓦 / 千克,奔驰概念车电机达 35.7 千瓦 / 千克(实验室数据) 性能接近国际顶尖,量产产品领先
最高转速 18000 转 / 分钟,适配复杂用车场景 相当
扭矩密度 293N・m/kg,较对标产品提升 22% 主流产品 230-260N・m/kg 领先
核心材料 自主研发 PGH 高性能磁钢,高温不退磁 依赖进口高端磁钢,成本高 自主可控优势明显

二、轴向磁通电机,究竟有多强?

盘毂动力此次发布的轴向磁通电机,在核心参数上全面领跑,多项指标打破行业记录:

1、有效功率密度:达到25.73KW/kg,超过我国《节能与新能源汽车技术路线图3.0》2040年规划目标的42.94%,意味着每公斤电机原材料能输出25.73KW动力,远超传统电机水平;

2、最高转速:突破18000转/分钟,完美适配新能源汽车高速巡航、急加速、连续工况运行等复杂用车场景,也能满足人形机器人关节高机动动作需求;

3、总成扭矩密度:达到293牛顿·米/千克,较对标产品提升22%,让机器人关节动力更充沛、承载能力更强,可灵活完成高难度动作;

4、核心优势:在同等功率下,比传统径向磁通电机重量减轻50%、轴向尺寸缩减50%、金属耗材节约50%,高效(效率>90%)面积达90%以上,大幅提升整车续航并优化底盘空间布局。

三、制造工艺有多难?三重壁垒拦住全球厂商

尽管轴向磁通电机是人类历史上最早出现的电机形态,但一百多年来,它几乎一直被封锁在实验室里。原因无他:制造实在太难了。

轴向磁通电机的制造工艺,主要面临以下三大技术壁垒:

轴向磁通电机对核心磁性材料的要求近乎苛刻。磁钢必须直面高温、强离心力和复杂电磁应力,材料稍有不稳就容易发生不可逆退磁,直接导致电机报废。

同时,转子与定子之间的气隙需要控制在微米级,精密装配工艺难度远超径向电机;再加上结构扁平导致散热通道极为狭窄,对热管理提出了极高挑战。

1.材料关:高温不退磁是硬指标。传统磁钢在轴向磁通电机的扁平结构和高转速工况下易退磁,而高端磁钢长期依赖海外供应,成本高且供应不稳定

2.精度关:气隙控制要求“零误差”。轴向电机定转子间的气隙均匀性直接决定性能,微小偏差会导致磁场不对称、振动加剧甚至局部过热。多层盘式结构对平行度、同心度要求极高,传统生产线难以满足一致性要求

3.工艺关:定子制造是瓶颈。径向电机定子可通过贴片堆叠成筒状,而轴向电机定子多为碟片绕卷,工艺复杂且设计局限性大,SMC材料方案虽有突破但成本高昂。

此外,转子制造需应对高转速下的强度和动平衡挑战,散热系统需采用复杂液冷方案,整个产业链成熟度低,缺乏统一标准,进一步增加了量产难度。

尽管奔驰、雷诺等欧美巨头近年纷纷布局轴向磁通技术,但至今仍停留在小批量样机阶段,迟迟未能迈过量产门槛。

四、盘毂动力是如何攻克的?PGH磁钢+全球首条量产线

上海盘毂动力科技股份有限公司成立于2016年9月,作为轴向磁通电机领域的先行者,公司以自主研发的轴向磁通电驱平台为核心,集成优化减速箱、控制器等零部件,致力于为各领域提供高效低碳电驱动解决方案。

公司创始人韩军自2015年起便专注该技术研发,2018年在浙江兰溪设立生产基地,目前已累计申报国内外专利接近1400项,细分领域内排名世界领先。

盘毂动力能实现全球首次批量生产,关键在于攻克了2大核心难题:

1.PGH高性能磁钢研发

2018年起,盘毂动力联合中国科学院宁波材料技术与工程研究所,对磁性材料的成分设计、结构调控、制备工艺进行全维度优化,成功配比出能在高温环境下不退磁、高稳定的PGH(PanGoodHigh)高性能磁钢。该磁钢在磁能积、高温稳定性和力学强度等关键指标上实现大幅提升,完美适配轴向磁通电机的特殊工况

2.全球首条规模化量产线

在PGH磁钢基础上,盘毂动力自主研发制造装备,建立起全球首条轴向磁通电机规模化量产线,解决了定子卷绕、多层叠装、同步压装、整体动平衡等复杂工序的自动化难题,实现从基础理论研究到规模量产的全方位跨越