轴向磁通电机研究取得新突破 “夹心饼干”助力驱动产业发展
中新网北京6月6日电 题：轴向磁通电机研究取得新突破 “夹心饼干”助力驱动产业发展
记者 张素
电机，俗称“马达”，也是所有会动机器的“心脏”。中国科研团队近日发布新一代轴向磁通电机研发进展：一款体积更小、重量更轻、能效更高的“马达”，已步入产业化轨道。
相关成果由盘毂动力联合中国科学院宁波材料技术与工程研究所研发推出。双方旨在推动轴向磁通电机加快走向大规模普及应用，赋能国内高端电驱动产业集群实现高质量、规模化发展。
6月5日，装配高性能磁钢轴向磁通电机的四足机器人部件引人关注。当日，中国高性能轴向磁通电机研究新突破在浙江金华发布。记者 王刚 摄
功率更大的“夹心饼干”
按照内部磁通方向不同，电机分为轴向磁通电机和径向磁通电机。对于前者的外形，研发团队形象称之为“夹心饼干”：其主流结构为，上下两层“饼干”是带磁铁的转子，中间“馅料”是缠绕着线圈的定子，磁场从上到下垂直穿过，让转子转动。
据介绍，人类发明的第一台电机就是“夹心饼干”式的轴向磁通电机。但受核心材料与生产工艺制约，始终未能大规模应用。
近年来，凭借高扭矩密度、扁平化、轻量化等“绝技”，轴向磁通电机逐渐受到青睐。研究表明，对比传统电机，它在同等性能下自重减轻约50%，轴向尺寸缩减50%，可节约铜、铁、硅钢等资源消耗。
有评论认为，由传统“滚筒洗衣机”压缩变成更轻薄、功率更大的“夹心饼干”，不只是形状改变，更有了截然不同的全新性能。
实践中，依托扁平结构的轴向磁通电机，驱动系统被集成装在大巴车轮侧边，减少了对车内空间的占用。“8米车身就能实现以往10米公交的载客量，整车重量更轻，续航能力更强。”盘毂动力创始人韩军说。
6月5日，用于公交车的高性能磁钢轴向磁通电机展示中。当日，中国高性能轴向磁通电机研究新突破在浙江金华发布。记者 王刚 摄
创新链与产业链“双向奔赴”
能够实现轴向磁通电机产业从基础理论研究、核心材料研发、量产装备工艺开发到规模化产业化落地的跨越，源于创新链与产业链的“双向奔赴”。
2018年起，盘毂动力联合宁波材料所向电机用磁性材料发起攻关。研发团队对磁性材料的成分设计、结构调控、制备工艺等进行优化，配比出能在高温环境下不退磁、高稳定的PGH高性能磁钢，并配套开发出全套量产工艺。
“料要成材、材要成器、器要好用，我们在研发之初就充分了解应用场景的需求，从而进行定制化开发。”中国科学院宁波材料技术与工程研究所高级工程师丁广飞说。
研发团队介绍，基于PGH高性能专用磁钢开发的轴向磁通电机量产产品，有效功率密度达到25.73kW/kg，意味着电机的每一公斤有效材料都可输出25.73千瓦的强劲动力，同等动力下体积重量远优于传统电机；同时，最高转速突破18000rpm，耐久性能与运行稳定性大幅提升，更好适配高端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。
6月5日，机械臂生产高性能磁钢轴向磁通电机。当日，中国高性能轴向磁通电机研究新突破在浙江金华发布。记者 王刚 摄
助力驱动产业发展
当前，轴向磁通电机正处于从“小批量”到“规模化”的跃升窗口期。据报道，德国奔驰、法国雷诺等企业均在加速相关产品的量产进程，英美等国也在积极推进该技术的基础研究、成果转化和应用推广。
“科技创新成果有没有价值，最终要放到市场、放到终端场景中去检验。”韩军表示，下一步将持续加速轴向磁通电机前沿技术的规模化推广与市场化应用，助力传统产业降本增效、新兴产业迭代进阶。
据悉，新一代“动力心脏”有望助力驱动产业发展。例如，它可以为新能源汽车腾出更多电池布局空间、提升续航，赋予人形机器人更精巧强劲的关节，助力低空飞行器实现更优推重比……
参加此次成果发布会的专家表示，在政策引导与政企协同创新的加持下，产业链上下游深度融合、高效联动，不仅筑牢了技术自主根基，更打通了从基础研发、工艺制造到市场应用的全链条。(完)
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