Magnax：无轭轴向磁通电动机技术参数讲解

导读

近几年，特斯拉、宁德时代、比亚迪等企业在电池技术方面迅速进入快车道，电动汽车的创新发展也很大程度上体现在电池技术的更新迭代上，相较而言，电机技术一直处于平台期，平静无波的市场下其实更是波诡云谲。这种市场更能考验企业的技术层面，面对效率及功率密度等的进一步升级，Magnax无轭轴向磁通电动机为电动汽车应用提供了有效解决方案。

基于Nicola Tesla在1889年研究的永磁电机专利设计，轴向磁通电动机将永磁体放在转子的表面，然后将定子放在转子的前面。为了平衡磁力，通常使用两个转子，一个在定子的两侧。磁通回路从转子上的磁铁开始，并穿过转子和定子之间的气隙。磁通量轴向穿过第一定子齿并立即到达第二磁体（使用双转子时）。与径向磁通电动机不同，磁通路径是一维的，允许使用晶粒取向电磁钢以提高效率。  

早在1979年，英国发明家和电动汽车爱好者Cedric Lynch对轴向磁通电动机进行了研究。他的有刷直流电动机设计通过旋转电刷作为转子的旋转电枢使磁体保持静止。电动机轻巧，紧凑且功能强大，合理适用于电动摩托车。2009年，基于Lynch设计的Agni电机的应用在马恩岛举行了首届电动摩托车竞赛。

Magnax高速轴向磁通电动机可提供15 kW / kg甚至更高的峰值功率密度：

·获得专利用于冷却绕组系统，能实现最低的定子温度

·双永磁转子，可实现最大的转矩重量比

·无轭定子，可实现最短的磁通路径和更轻的整体重量

·矩形截面铜线，用于尽可能高的铜填充率（90％）·

·集中绕组，可将铜损降至最低（无线圈悬垂）

·晶粒取向电工钢，降低铁损

·大批量生产

· 宝马i3电机

宝马i3电机为HSM径向磁通永磁电动机（内部代码EMP242），其具体参数为直径300毫米，重量46公斤（无外壳），峰值功率125千瓦，峰值扭矩250 Nm。宝马i3的电机作为单独的总成，并未与减速箱集成。电机定子是热压进铝水套的，水套外圆为螺旋槽和外壳以形成冷却回路。其电机为12极72槽配合，同心绕组，6个并联支路，每槽9匝，每匝12根AWG21圆铜线。电机装有两个温度传感器，一个安装在绕组端部，另外一个安装在转子轴承附近。

· Magnax 轴向磁通电机

Magnax AXF290轴向磁通PM电机具体参数为直径290毫米（带外壳），重量25公斤（无外壳），实测峰值功率：> 325千瓦（15秒），峰值扭矩：> 510 Nm，相较而言体积小，重量轻，结构紧凑，功率扭矩大。Magnax轴向磁通电动机具有最有效的油冷却系统，它可以给电机提供更高扭矩和功率密度。

（来源：美国橡树岭国家实验室美国能源部车辆技术办公室）

· 更大的续航里程

由于电动机原材料中用铁较多，传统的永磁EV电动机会有铁损效应。与传统的永磁EV电动机相比，Magnax无轭轴向磁通电动机具有更少的铁心损耗和更低的铁质量（无磁轭等）。其原因是由于Magnax无轭轴向磁通电动机在较宽的rpm范围内具有更高的效率，更低的空载和部分负载损失，更轻的重量以及更大的电池空间，因此可以提供更多的车辆续驶里程。

· 3-5倍功率密度

与传统的EV电动机相比，Magnax无轭轴向磁通电动机在相同的重量和紧凑性下提供了更大的功率设计。

· 轻量化：紧凑轻巧

Magnax无轭轴向磁通电动机的轴向长度短，并具有超凡的功率密度，为车辆开发人员提供了创新的，功能强大且紧凑的传动系统解决方案的机会。且Magnax电机可以与第三方变速箱结合使用。 

· 标准马达（产品）

AXF250-X 重量最小，功率最大。这种油冷式电动机可提供超过300 kW的峰值功率，非常适合要求高功率密度或紧凑性的苛刻应用。（2022年第四季度可用）

AXF250-S 该标准电动机可提供超过200 kW的峰值。功率密度和效率的出色结合。（2022年第三季度上市）

· 批量生产

同时在生产方面，由于复杂的绕线机和手动操作，传统EV电动机（径向通量电动机）的绕线过程既麻烦又昂贵。Magnax无轭轴向磁通电动机的生产过程是通过标准制造方法完成，可以外包或自动化完成铁心生产，绕组，母线焊接，磁铁粘合，最终组装等批量生产流程。

传统电机vsMagnax轴向磁通电机生产

比利时初创公司Magnax研发的轴向磁通电机（axial flux motor）能使汽车速度更快、分量更轻、功率输出更大。Magnax在高效轴向磁通技术方面进行了6年的研究和技术开发，与客户合作进行了3年的原型设计/ DfM，使得电机技术的功率密度是传统EV电机的3至5倍，是PM轴向磁通电动机架构的性能领导者。

Magnax无轭轴向通量设计可实现大批量生产，并具有显着的客户成本优势。从一开始，Magnax的电机在开发时就考虑了针对制造的设计。Magnax将与制造合作伙伴一起，于2022年开始批量生产电动机。并考虑所有必要的质量（IATF）、环境、健康和安全认证，为各种市场提供汽车级产品。