Magnax：无轭轴向磁通电动机技术参数讲解

导读

新能源汽车领域，动力电池、驱动电机、电控系统等在内的核心零部件一直是技术创新的一片蓝海。而轴向磁通电机相较于传统径向电机，在功率密度和扭矩密度方面有明显优势，符合电动汽车的轻量化设计思路。近年来，国内外诸多学者针对轴向磁通电机技术方面已经有了诸多应用，本文将讲解Magnax无轭轴向磁通电机在电动汽车上的应用。

突破电机技术（用于电动汽车）

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。

Magnax无轭轴向磁通电动机—高速原型

技术：下一代轴向磁通电动机

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优势

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

技术应用对比

· 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）