據科技日報消息,6月5日,上海盤轂動力科技股份有限公司正式發布系列高性能軸向磁通電機,標志著這項誕生近200年卻長期停留在實驗室的技術,終于在我國實現全球首次規模化量產。
這款被業內稱為“電機界扁平革命”的新產品,以自重減輕50%、尺寸縮減50%、金屬耗材節約50%的"三減半"優勢,徹底顛覆了傳統電機的設計理念,為新能源汽車、人形機器人、低空飛行器等戰略性新興產業注入強勁動力。
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一、什么是軸向磁通電機?
電機是把電能和機械能相互轉換的裝置,按照內部磁通走向分為徑向磁通和軸向磁通兩大類。軸向磁通電機天生具備結構緊湊、功率密度高的基因,就像一張“能量薄餅”,磁場沿轉軸方向流動,省去了大量硅鋼片和銅線。
事實上,軸向磁通電機并非新技術,它是人類歷史上最早出現的電機形態,其扁平盤式結構讓磁通沿轉軸軸向導通,相比傳統徑向磁通電機(俗稱“滾筒洗衣機”式),天然具備高功率密度、高扭矩密度和輕量化的優勢。
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然而,由于核心材料、精密工藝和制造設備的多重瓶頸,這項技術長期被歐美企業壟斷在實驗室和小批量樣機階段,奔馳、雷諾等巨頭雖已完成研發,但始終未能突破量產難關。
盤轂動力此次發布的系列軸向磁通電機,徹底改變了這一格局。公司在浙江金華蘭溪建立的年產30萬臺套大電機生產基地,已全面構建起核心技術、制造工藝、規模化量產三大完全自主可控體系,真正實現我國在新一代電驅領域的顛覆性技術突破。
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二、軸向磁通電機,究竟有多強?
盤轂動力此次發布的軸向磁通電機,在核心參數上全面領跑,多項指標打破行業記錄:
1、有效功率密度:達到25.73KW/kg,超過我國《節能與新能源汽車技術路線圖3.0》2040年規劃目標的42.94%,意味著每公斤電機原材料能輸出25.73KW動力,遠超傳統電機水平;
2、最高轉速:突破18000轉/分鐘,完美適配新能源汽車高速巡航、急加速、連續工況運行等復雜用車場景,也能滿足人形機器人關節高機動動作需求;
3、總成扭矩密度:達到293牛頓·米/千克,較對標產品提升22%,讓機器人關節動力更充沛、承載能力更強,可靈活完成高難度動作;
4、核心優勢:在同等功率下,比傳統徑向磁通電機重量減輕50%、軸向尺寸縮減50%、金屬耗材節約50%,高效(效率>90%)面積達90%以上,大幅提升整車續航并優化底盤空間布局。
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三、制造工藝有多難?三重壁壘攔住全球廠商
盡管軸向磁通電機是人類歷史上最早出現的電機形態,但一百多年來,它幾乎一直被封鎖在實驗室里。原因無他:制造實在太難了。
軸向磁通電機的制造工藝,主要面臨以下三大技術壁壘:
軸向磁通電機對核心磁性材料的要求近乎苛刻。磁鋼必須直面高溫、強離心力和復雜電磁應力,材料稍有不穩就容易發生不可逆退磁,直接導致電機報廢。
同時,轉子與定子之間的氣隙需要控制在微米級,精密裝配工藝難度遠超徑向電機;再加上結構扁平導致散熱通道極為狹窄,對熱管理提出了極高挑戰。
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1.材料關:高溫不退磁是硬指標。傳統磁鋼在軸向磁通電機的扁平結構和高轉速工況下易退磁,而高端磁鋼長期依賴海外供應,成本高且供應不穩定
2.精度關:氣隙控制要求“零誤差”。軸向電機定轉子間的氣隙均勻性直接決定性能,微小偏差會導致磁場不對稱、振動加劇甚至局部過熱。多層盤式結構對平行度、同心度要求極高,傳統生產線難以滿足一致性要求
3.工藝關:定子制造是瓶頸。徑向電機定子可通過貼片堆疊成筒狀,而軸向電機定子多為碟片繞卷,工藝復雜且設計局限性大,SMC材料方案雖有突破但成本高昂。
此外,轉子制造需應對高轉速下的強度和動平衡挑戰,散熱系統需采用復雜液冷方案,整個產業鏈成熟度低,缺乏統一標準,進一步增加了量產難度。
盡管奔馳、雷諾等歐美巨頭近年紛紛布局軸向磁通技術,但至今仍停留在小批量樣機階段,遲遲未能邁過量產門檻。
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四、盤轂動力是如何攻克的?PGH磁鋼+全球首條量產線
上海盤轂動力科技股份有限公司成立于2016年9月,作為軸向磁通電機領域的先行者,公司以自主研發的軸向磁通電驅平臺為核心,集成優化減速箱、控制器等零部件,致力于為各領域提供高效低碳電驅動解決方案。
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公司創始人韓軍自2015年起便專注該技術研發,2018年在浙江蘭溪設立生產基地,目前已累計申報國內外專利接近1400項,細分領域內排名世界領先。
盤轂動力能實現全球首次批量生產,關鍵在于攻克了2大核心難題:
1.PGH高性能磁鋼研發
2018年起,盤轂動力聯合中國科學院寧波材料技術與工程研究所,對磁性材料的成分設計、結構調控、制備工藝進行全維度優化,成功配比出能在高溫環境下不退磁、高穩定的PGH(PanGoodHigh)高性能磁鋼。該磁鋼在磁能積、高溫穩定性和力學強度等關鍵指標上實現大幅提升,完美適配軸向磁通電機的特殊工況
2.全球首條規模化量產線
在PGH磁鋼基礎上,盤轂動力自主研發制造裝備,建立起全球首條軸向磁通電機規模化量產線,解決了定子卷繞、多層疊裝、同步壓裝、整體動平衡等復雜工序的自動化難題,實現從基礎理論研究到規模量產的全方位跨越
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當歐美企業還在小批量試制階段步履蹣跚時,中國已經率先將軸向磁通電機推下生產線,送進礦山、送上車廠、送往人形機器人和低空飛行器的試驗場。18000轉/分鐘,轉動的不只是電機本身,更是中國高端制造換道超車的加速度。
從新能源汽車到具身智能,下一代動力心臟的規則,正在被中國企業重新書寫。
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