新能源汽車發(fā)展之迅速，超出了許多人的想象，不止新勢(shì)力車企，許多傳統(tǒng)車企都開始發(fā)力研發(fā)新能源汽車技術(shù)，希望在新能源車?yán)顺闭嬲齺砼R之際能筑起自己品牌的技術(shù)高地。日前，奔馳組織了一場(chǎng)線上媒體溝通會(huì)，分享了他們的一項(xiàng)全新的技術(shù)儲(chǔ)備，也為了表明了他們發(fā)力新能源賽道的決心。但這一項(xiàng)技術(shù)的名字，大家可能聽起來有些陌生，它就是“軸向磁通電機(jī)”。

軸向磁通電機(jī)及其優(yōu)勢(shì)

【資料圖】

徑向磁通電機(jī)由繞組、定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體構(gòu)成，電機(jī)中間的磁軛是一個(gè)巨大的金屬體。而軸向磁通電機(jī)取消了鐵芯上的定子軛，以三角形的磁芯代替，兩側(cè)的薄盤是轉(zhuǎn)子盤，并通過銅線繞組進(jìn)行纏繞。相比徑向磁通電機(jī)，軸向磁通電機(jī)的重量能夠降低20千克左右。

在徑向磁通電機(jī)中，轉(zhuǎn)子進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，周圍產(chǎn)生磁電場(chǎng)，也就是磁通量。在軸向磁通電機(jī)中，繞組并不置于轉(zhuǎn)子鐵芯中，產(chǎn)生的磁通量與中間轉(zhuǎn)軸是平行的。因?yàn)橛辛诉@樣的設(shè)計(jì)，在直徑相同的情況下，軸向磁通電機(jī)的功率密度和扭矩密度會(huì)更大，同時(shí)電機(jī)厚度僅為徑向的1/3，重量也僅有1/3，但它的功率密度是徑向磁通電機(jī)的3倍，扭矩密度是2倍，擁有非常卓越的性能。

軸向磁通電機(jī)（上）與徑向磁通電機(jī)（下）分解圖

軸向磁通電機(jī)（左）與徑向磁通電機(jī)（右）分解圖

我們來簡(jiǎn)單提煉一下官方給到關(guān)于軸向磁通電機(jī)介紹里，它到底都有哪些優(yōu)勢(shì)。重量輕、體積小、功率密度和扭矩密度大。

那它能帶來的改變就非常容易理解了：

1.車輛電機(jī)布局更靈活

2.為車內(nèi)空間和電池留出更多空間

3.降低車重，帶來更好的操控性能和更低的能耗

從這些關(guān)鍵信息我們可以看到，軸向磁通電機(jī)高功率密度和扭矩密度特性讓它非常適合在跑車或者對(duì)性能要求比較高的這類車型上發(fā)揮它的作用，而首款搭載這款軸向磁通電機(jī)的奔馳車型也正是這樣的一款性能怪獸——奔馳Vision AMG。

軸向磁通電機(jī)的發(fā)展

“從兩百年前，邁克爾·法拉第就開始了對(duì)軸向磁通電機(jī)的研究，但時(shí)至今日，這項(xiàng)技術(shù)尚未應(yīng)用在任何一輛純電量產(chǎn)車型上。目前市面上絕大部分純電或者混動(dòng)的車型，使用的電機(jī)都是徑向磁通電機(jī)，相比之下，軸向磁通電機(jī)非常緊湊，長(zhǎng)度更短，但是功率密度更大?！?/p>

以上是梅賽德斯-奔馳集團(tuán)股份公司 動(dòng)力系統(tǒng)與電力驅(qū)動(dòng)部門研發(fā)負(fù)責(zé)人康斯坦丁·奈斯在本次溝通會(huì)的開場(chǎng)白

也就是說，軸向磁通電機(jī)，并不是什么全新技術(shù)，早在200多年前關(guān)于軸向磁通電機(jī)的研究就已經(jīng)開始了。1821年，法拉第發(fā)明的世界上第一臺(tái)盤式電機(jī)其實(shí)也就是軸向電機(jī)的雛形，但只是受限于技術(shù)與工藝發(fā)展，首先跑出的會(huì)是徑向磁通電機(jī)。

因?yàn)槌艘陨险f的那些優(yōu)勢(shì)以外，軸向磁通電機(jī)其實(shí)還有冷卻能力差，繞組設(shè)計(jì)復(fù)雜和軸向氣隙控制困難等問題。

2009年，一家名為YASA的英國電機(jī)制造商出現(xiàn)了，他們開始重新拎起這項(xiàng)技術(shù)，并打算將其在新能源汽車上發(fā)揚(yáng)光大。

在成立后的10多年里，YASA曾為科尼賽格、法拉利、捷豹等品牌提供電機(jī)，但對(duì)象都是小規(guī)模量產(chǎn)的車型。

那為什么要在此時(shí)提到Y(jié)ASA這家公司，因?yàn)樗?021年被奔馳收購，目前已為奔馳全資子公司，前面提到奔馳要做的，其實(shí)就是這家公司要做。

Q&A：

提問：軸向磁通電機(jī)與徑向磁通電機(jī)在成本上有何優(yōu)勢(shì)？

康斯坦丁·奈斯：在結(jié)構(gòu)上，徑向磁通電機(jī)也有它的優(yōu)勢(shì)。它的整體結(jié)構(gòu)較長(zhǎng)，并可以通過調(diào)整鐵芯的長(zhǎng)度以達(dá)到不同的輸出功率，像是一截截的香腸一樣。但軸向磁通電機(jī)無法如此，因此它被用于高端車型上的必要性更大。

在成本方面，相比徑向磁通電機(jī)，軸向磁通電機(jī)的重量更輕，用材更少，耗費(fèi)的成本本身并不會(huì)更高昂。但在軸向磁通電機(jī)研發(fā)的初期，情況是不一樣的。初期的供應(yīng)商市場(chǎng)并不成熟，軸向磁通電機(jī)技術(shù)也難以得到大規(guī)模生產(chǎn)，因此軸向磁通電機(jī)的成本會(huì)相應(yīng)較高，而徑向磁通電機(jī)早已擁有很成熟的供應(yīng)商體系。

提問：Vision One-Eleven概念車搭載的YASA電機(jī)采用了哪種布局形式，是一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)后軸還是兩臺(tái)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)后軸？

康斯坦丁·奈斯：Vision One-Eleven概念車僅是一個(gè)針對(duì)概念車的研究項(xiàng)目。通過Vision One-Eleven概念車，我們展示了高性能電機(jī)不同布局方式的可能性，將一個(gè)電機(jī)置于左側(cè)車軸，另一個(gè)電機(jī)置于右側(cè)車軸，以此展現(xiàn)我們?cè)谶@個(gè)10年期中對(duì)于高性能純電跑車的設(shè)計(jì)構(gòu)想。這一創(chuàng)新的電機(jī)技術(shù)為未來高性能純電車型的研發(fā)帶來了更大的設(shè)計(jì)靈活度。通過我們工程師團(tuán)隊(duì)的不斷努力，相信這一技術(shù)將于不久之后變得更加成熟。

提問：梅賽德斯-奔馳出于什么樣的考慮，選擇了收購YASA而不是內(nèi)部研發(fā)軸向磁通電機(jī)？您認(rèn)為軸向磁通電機(jī)相比AMG在內(nèi)燃機(jī)車型上的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，如何能在情感上塑造電動(dòng)時(shí)代AMG的專屬形象？

康斯坦丁·奈斯：我們選擇收購是因?yàn)閅ASA公司在混合動(dòng)力車型上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了軸向磁通電機(jī)技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用，并通過YASA第一代電機(jī)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)沉淀。我們也可以選擇YASA公司作為供應(yīng)商進(jìn)行合作，但我們更希望掌握YASA所有電機(jī)技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

針對(duì)電動(dòng)時(shí)代如何塑造AMG的專屬形象，內(nèi)燃機(jī)帶來的雄渾引擎轟鳴聲固然讓眾多高性能愛好者熱血沸騰，但我們相信即使是電動(dòng)時(shí)代，AMG也將始終以持續(xù)引領(lǐng)的駕控技術(shù)和卓越性能，為客戶奉上酣暢淋漓的駕馭體驗(yàn)。

提問：之前您提到梅賽德斯-奔馳希望擁有YASA所有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，今年已經(jīng)有兩部插混超級(jí)跑車使用了YASA電機(jī)，您怎么看待這一問題？如果AMG在2025年才推出搭載YASA電機(jī)的車型，這一時(shí)間點(diǎn)是否有點(diǎn)靠后了？

康斯坦丁·奈斯：梅賽德斯-奔馳將會(huì)是首個(gè)推出搭載YASA電機(jī)的純電高性能車型的汽車廠商，我們一直在引領(lǐng)行業(yè)之先。在燃油車時(shí)代，我們也為其他跑車制造商提供動(dòng)力總成，如變速箱和發(fā)動(dòng)機(jī)等。對(duì)于YASA也是相同的策略。但同時(shí)，我們也希望能保有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

提問：目前只有梅賽德斯-奔馳在研發(fā)軸向磁通電機(jī)，請(qǐng)問在開發(fā)過程中，這一產(chǎn)品的技術(shù)難點(diǎn)在哪里？除了輪邊電機(jī)之外，未來梅賽德斯-奔馳是否還會(huì)推出其他形式，或者其他升級(jí)版本？

康斯坦丁·奈斯：由于YASA電機(jī)在體積和重量方面的優(yōu)勢(shì)，我們可以在兩個(gè)車輪之間安裝兩部YASA電機(jī)。如果在空間足夠充足的前提下，我們也可以選擇在同一空間和位置安裝兩個(gè)較小的徑向磁通電機(jī)，但是這樣的話電機(jī)的整體重量會(huì)更重。如果采用軸向磁通電機(jī)，電機(jī)系統(tǒng)的重量將大大降低。更輕的重量可以帶來更好的操控性能和更低的能耗，也為電池留出了更多的空間。這對(duì)于電動(dòng)車來說至關(guān)重要。當(dāng)電機(jī)重量更輕，電機(jī)則可以布局在輪邊或輪轂里，或者保留在車內(nèi)，這會(huì)對(duì)車身結(jié)構(gòu)的布局變化帶來影響。由于電機(jī)所占用的空間變小，留出的更多有用空間可以分配給電池包，或者為車輛提供更寬大的后備箱空間，這為設(shè)計(jì)師也提供了更多的設(shè)計(jì)靈活度和想象空間。

提問：現(xiàn)在YASA電機(jī)在耐久度上的表現(xiàn)如何，能否符合量產(chǎn)車型關(guān)于使用年限和使用里程的要求？YASA電機(jī)目前應(yīng)用于高性能車型，而梅賽德斯-奔馳一直在強(qiáng)調(diào)純電動(dòng)車型的能耗，請(qǐng)問目前YASA電機(jī)的能耗表現(xiàn)如何？

康斯坦丁·奈斯：軸向磁通電機(jī)的耐久度和其他電機(jī)是相同的，耐久度并不會(huì)因?yàn)榧夹g(shù)的研發(fā)而受到限制。

在能效方面，軸向磁通電機(jī)與其他徑向磁通電機(jī)的能效是相似的。但因?yàn)槠淠軌驅(qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的高功率輸出，實(shí)際將更多應(yīng)用在高性能的車型上。而當(dāng)駕駛者在駕駛高性能車型時(shí)，追求的是更為極致的駕駛體驗(yàn)，駕駛風(fēng)格相對(duì)會(huì)比較激烈，車輛動(dòng)力系統(tǒng)也將長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在較高的負(fù)載水平上。例如，如果電機(jī)擁有600千瓦的輸出功率，駕駛者可能會(huì)使用500千瓦。以內(nèi)燃機(jī)車型類比，V8發(fā)動(dòng)機(jī)和四缸發(fā)動(dòng)機(jī)相比，前者的能效其實(shí)并不低。但當(dāng)大家駕駛搭載V8發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛時(shí)，激烈的駕駛風(fēng)格會(huì)讓車輛持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)在較高的負(fù)載狀態(tài)下，因此車輛的能耗會(huì)更高。當(dāng)然我們對(duì)未來電機(jī)的研發(fā)也有著全面的戰(zhàn)略思考：為滿足追求能效的用戶，梅賽德斯-奔馳也專門研發(fā)了應(yīng)用于純電車型的徑向磁通電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，以實(shí)現(xiàn)更佳的能效表現(xiàn)。

提問：相比其他的徑向磁通電機(jī)，請(qǐng)問軸向磁通電機(jī)的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度提升了多少？根據(jù)資料顯示，YASA公司正在研發(fā)油水冷卻技術(shù)，請(qǐng)問未來梅賽德斯-奔馳是否會(huì)使用YASA的油水冷卻技術(shù)？

康斯坦丁·奈斯：徑向磁通電機(jī)與軸向磁通電機(jī)在長(zhǎng)度上有很大的差別，功率密度也相差很大。對(duì)于冷卻技術(shù)，YASA會(huì)保持直接油冷的技術(shù)路線，目前沒有考慮水冷的方向，我們不希望讓水靠近電機(jī)繞組。

提問：目前有些車企為了追求更高的動(dòng)力輸出，選擇在車輛上搭載三個(gè)電機(jī)甚至四個(gè)電機(jī)的情況，而YASA電機(jī)體積更小、功率更強(qiáng)，請(qǐng)問在搭載YASA電機(jī)后，梅賽德斯-奔馳更傾向于使用單個(gè)高性能電機(jī)還是同時(shí)使用多電機(jī)的方案？

康斯坦丁·奈斯：目前能披露的是在這個(gè)10年期間，我們推出的高性能車型將搭載兩個(gè)以上的電機(jī)，正如之前提到的，屆時(shí)電機(jī)系統(tǒng)的重量將大幅減輕。

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