還記得前不久上熱搜的奔馳AMG GT XX概念車嗎？
在意大利納多賽道，這臺車24小時累計行駛5479公里，創(chuàng)造了電動車24小時最長行駛里程新紀(jì)錄。
我們此前也詳細(xì)報道過《讓雷軍直呼"有點變態(tài)"的純電耐力賽成績，奔馳是如何刷出來的？》
奔馳AMG GT XX概念車之所以這么強(qiáng)，秘密就在于那3臺軸向磁通電機(jī)。
什么是軸向磁通電機(jī)？
簡單說，軸向磁通電機(jī)就是下一代電驅(qū)技術(shù)。
目前在新能源汽車上，不管是永磁同步還是感應(yīng)異步，都是徑向磁通電機(jī)，磁通方向是沿著電機(jī)半徑方向，也就是垂直于電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸。
△軸向磁通電機(jī)結(jié)構(gòu)
而軸向磁通電機(jī)，顧名思義就是磁通方向與電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸平行的電動機(jī)，其中定子、轉(zhuǎn)子是呈盤狀平行排列，造型非常扁平。
所以此前也有一些說法，叫盤式電機(jī)。
它有很多優(yōu)勢，比如結(jié)構(gòu)緊湊、輕量化、高功率密度以及高扭矩密度。
△奔馳AMG GT XX概念車搭載的軸向磁通電機(jī)系統(tǒng)
列幾個奔馳AMG GT XX概念車上那臺軸向磁通電機(jī)的參數(shù)，大家就知道它大概的水平了：
單臺電機(jī)質(zhì)量不到28kg、單體厚度僅約8厘米左右、三臺電機(jī)總計為AMG GT XX概念車提供了超1000千瓦（1360馬力）的動力輸出。
性能超強(qiáng)？
應(yīng)用在奔馳AMG GT XX概念車上的軸向磁通電機(jī)還不是目前最強(qiáng)的技術(shù)形態(tài)。
奔馳概念車上的軸向磁通電機(jī)是來自奔馳旗下的公司—YASA。
YASA在今年發(fā)布的最新一款軸向磁通電機(jī)，具備峰值750kW的輸出功率。
750kW的最大功率輸出是什么概念？折合馬力1019匹。
對比之下，目前電機(jī)領(lǐng)域的王者比亞迪此前發(fā)布的全球首款量產(chǎn)的3萬轉(zhuǎn)電機(jī)，峰值輸出功率才580kW。
不僅峰值功率驚人，YASA這臺軸向磁通電機(jī)算下來還具備極高功率密度。
再做個對比：
? 小米自主研發(fā)的轉(zhuǎn)速達(dá)到27200轉(zhuǎn)的超級電機(jī)V8s，功率密度10.14kW/kg；
? 蔚來全球首款的925V連續(xù)波繞組電機(jī)，功率密度14kW/kg；
? 比亞迪量產(chǎn)的全球最高3萬轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速電機(jī)，功率密度16.4 kW/kg。
而YASA最新的軸向磁通電機(jī)功率密度：59kW/kg。
這么高的功率密度，軸向磁通電機(jī)是如何實現(xiàn)的？
和目前主流的徑向磁通電機(jī)相比，軸向磁通電機(jī)結(jié)構(gòu)上就不一樣。
像前面說的，徑向磁通電機(jī)是類似于嵌套結(jié)構(gòu)，定子和轉(zhuǎn)子是大小相互嵌套在一起。
軸向磁通電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子則是呈盤狀平行排列，更像是相互疊摞在一起，轉(zhuǎn)子就位于定子的側(cè)面，而不是中間，所以轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)上天然具備更大的直徑尺寸。
我們知道扭矩=力×半徑，相同的力使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，由于直徑增大，也就使得扭矩更大。
而功率又與扭矩密切相關(guān)，同樣的（角速度）轉(zhuǎn)速下，扭矩更高，功率也就更大。
再加上，軸向磁通電機(jī)的磁通可以直接從轉(zhuǎn)子一極穿過氣隙到達(dá)另一極，而非像徑向磁通電機(jī)那樣需要穿過轉(zhuǎn)子鐵芯和氣隙，也就是軸向磁通電機(jī)磁通路徑會更短。
磁通路徑更短意味著電機(jī)鐵損降低，再加上采用扁平繞組等降低銅損的設(shè)計，最終使得軸向磁通電機(jī)具備更高的驅(qū)動效率，功率和扭矩也就都上去了。
同時又由于軸向磁通電機(jī)類似三明治一樣非常緊湊的結(jié)構(gòu)，體積和重量本身就具備優(yōu)勢。
所以相比起徑向磁通電機(jī)，軸向磁通電機(jī)在功率密度、扭矩密度上具備非常大的優(yōu)勢。
根據(jù)YASA的數(shù)據(jù)，軸向磁通與同輸出性能的徑向磁通電機(jī)相比，在電機(jī)直徑相似的情況下，體積長度可以做到1/6，扭矩密度提升4倍。
對于很多性能車來說，這些指標(biāo)都意味著能夠在馬力和重量之間得到一個很好的平衡：
既能獲得大馬力，又不需要犧牲重量。
上輪轂，取代剎車？
就像很多人心心念念的輪轂電機(jī)，也可以使用軸向磁通電機(jī)結(jié)構(gòu)，不必?fù)?dān)心增加簧下質(zhì)量，同時也能獲得非常高的性能。
而YASA最近也表示，他們正在嘗試高功率密度軸向磁通電機(jī)，應(yīng)用在輪轂電機(jī)領(lǐng)域。
考慮到Y(jié)ASA單臺軸向磁通電機(jī)750kW的峰值輸出功率，如果給四輪裝上四臺這樣的輪轂電機(jī)，總峰值功率會達(dá)到3000kW，總馬力會超過4000匹。
想象一下，一臺馬力超4000匹的性能猛獸…
但是高性能還不是軸向磁通電機(jī)應(yīng)用在輪轂電機(jī)領(lǐng)域最大的亮點，這類結(jié)構(gòu)緊湊的新電機(jī)有可能完全替代傳統(tǒng)的剎車系統(tǒng)。
YASA首席技術(shù)官Tim 曾明確表示：“（軸向磁通電機(jī)）電機(jī)的設(shè)計符合后輪剎車的所有要求”。
主要技術(shù)邏輯就是為輪轂電機(jī)增加一套逆變器系統(tǒng)，使其與能量回收系統(tǒng)相結(jié)合，來最大化地取代剎車的作用。
根據(jù)YASA的估計，如果完全采用輪轂電機(jī)來替代傳統(tǒng)的剎車系統(tǒng)，由于省下了剎車系統(tǒng)中大量的機(jī)械、油路等結(jié)構(gòu)，整體可以為電動車減重200—500kg，可以說是性能和輕量化一舉兩得了。
當(dāng)然，軸向磁通電機(jī)這么好，也并非沒有缺點。
首先就是結(jié)構(gòu)緊湊帶來的電機(jī)散熱問題。
在奔馳AMG GT XX概念車上，搭載的3臺軸向磁通電機(jī)均采用了定子油冷+轉(zhuǎn)子油冷雙回路的高效散熱設(shè)計，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計對量產(chǎn)制造來說就不輕松了。
其次，軸向磁通電機(jī)因為電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑更大，所以轉(zhuǎn)動慣量也更大，在電機(jī)高轉(zhuǎn)時離心力相比徑向磁通電機(jī)也要高一些，這對電機(jī)最高轉(zhuǎn)速也會有一定限制。
最后，由于整體上結(jié)構(gòu)緊湊、制造精度要求更高，比如對定子、轉(zhuǎn)子平行度要求更高，使得軸向磁通電機(jī)整體上制造成本相比徑向電機(jī)也會高30%—50%。
對于市場來說，這類電機(jī)也基本只會出現(xiàn)在定位高性能、豪華的純電產(chǎn)品上。
寫在最后
另外，雖然搭載在奔馳AMG GT XX概念車的軸向磁通電機(jī)尚未量產(chǎn)，但目前汽車市場也有這類電機(jī)的少量應(yīng)用。
像是法拉利SF90 Stradale，混動動力系統(tǒng)由內(nèi)燃機(jī)+三臺電機(jī)相結(jié)合，其中后軸電機(jī)就是軸向磁通電機(jī)。
蘭博基尼Temerario的混動系統(tǒng)也是由內(nèi)燃機(jī)+三臺軸向磁通電機(jī)相結(jié)合，其中前軸兩臺軸向磁通電機(jī)每臺重量僅約17kg。
以及同樣有軸向磁通電機(jī)應(yīng)用的還有阿斯頓·馬丁Valhalla、邁凱倫Artura等，全都是超跑品牌、高性能產(chǎn)品。
其實，國內(nèi)目前也有不少車企和供應(yīng)商已經(jīng)在開發(fā)軸向磁通電機(jī)的路上。
比如此前嵐圖宣布研發(fā)出中國首款乘用車軸向磁通電機(jī)，具備680N·m的峰值扭矩，單電機(jī)重量僅28kg，而類似華為、寧德時代此前也都有自研的軸向磁通電機(jī)曝光。
總的來說，軸向磁通電機(jī)作為下一代電驅(qū)技術(shù)，對車企來說還是誘惑很大的，相信也用不了太久，我們也能在常規(guī)車型上看到這項技術(shù)了。