中國公司 Pangoo Power 與寧波材料技術與工程研究院的合作,開發出一種新的軸向流動電機平台,該平台基於專為此電機架構研發的永磁材料。根據開發者的説法,該材料能改善磁能性能、高温穩定性和機械強度,同時仍適合大規模生產。由於軸向流動電機在結構上根本不同於傳統的徑向流動設計,因此這項技術正引起越來越多的關注。與將磁通從中心向外引導的徑向流動電機不同,軸向流動電機則是將磁通平行於軸心引導。
這種圓盤形狀的配置減少了電機的整體長度,使得扭矩能更接近外邊緣產生,從而實現更高的扭矩和功率密度,同時降低重量,這些都是電動車、人形機器人和新興電動飛機的重要優勢。
中國軸向流動電機技術的發展潛力
現代材料重新喚醒了幾世紀前的電機設計。儘管軸向流動電機常被視為尖端技術,但其概念源自於 19 世紀邁克爾·法拉第進行的早期電機實驗。然而,由於磁材料、製造精度和電源控制系統的限制,這一設計在數十年內仍然難以實用。最近在永磁體、電力電子和高精度生產技術方面的進步改變了這一局面,使工程師能夠重新考慮這一架構,並解鎖之前在商業應用中難以實現的性能水平。根據中國研究人員的説法,與提供相似輸出的傳統電機相比,軸向流動電機的設計可以將重量和軸向長度減少約 50%。
這一尺寸和質量的減少使這一架構對於電動車應用尤為具吸引力,因為動力總成的緊湊性是關鍵設計限制。
隨著電機佔用空間的縮小,製造商可以釋放出寶貴的底盤空間,提高整體包裝效率,並可能通過更好的系統集成來增強車輛性能和續航能力。最近在新型磁材料上的工程工作,集中於克服推廣軸向流動電機應用的幾個持續障礙,研究人員調整了磁性配方,設計了更受控的微結構,並提高了對高温的抵抗力,以限制在持續高轉速和高負載運行過程中的去磁化。這些改進對於在苛刻條件下保持穩定性能至關重要,因為熱應力和磁性劣化歷來限制了效率和長期可靠性。
據報導,完成的面向生產的電機可在超過 18,000 rpm 的速度下提供 25.73 kW/kg 的功率密度。研究人員指出,這種高轉速和高功率輸出的組合可以支持要求高的電動車使用案例,包括持續的高速公路巡航和頻繁的急加速。隨著中國汽車製造商在多個設計路徑上快速推進電動機技術,小米汽車最近透露,其小米 YU7 GT 將使用升級版 HyperEngine V8S EVO 動力系統,這是其早期 V8S 系統的演進。
該電機能夠達到 28,000 rpm,並且採用了自研的碳化矽 (SiC) 功率模組,將輸出提高了 5.9%。小米還強調使用 0.15 毫米超薄矽鋼片,並報告峯值效率達到 98.38%。
中國電動傳動系統行業的近期發展也凸顯了對更高輸出和更為多樣化的電機架構的廣泛推動。比亞迪推出了一款 240 kW 的牽引電機,這款電機越來越多地進入價格較低的電動車市場,反映出在可接受的價格範圍內,動力總成的強大趨勢。
項目 規格 功率密度 25.73 kW/kg 最高轉速 28,000 rpm 峯值效率 98.38%

