近年來，隨著電動汽車與高端工業(yè)領域的飛速發(fā)展，“軸向磁通電機”憑其輕量化、高功率密度特性，頻繁成為行業(yè)的技術焦點。軸向磁通電機雖輕，但在核心的“能效”指標上，卻存在拼不過技術成熟的徑向磁通電機。

事實真如此嗎？

今天本文旨通過技術原理與系統(tǒng)化視角，對這一觀點進行辨析與探討。

一、為什么普遍認為徑向此聽電機的“能效更高”？

這個印象主要源于以下幾個方面：

（1） 散熱挑戰(zhàn)

※徑向磁通電機：定子繞組和鐵芯呈圓筒狀，與外殼接觸面積大且均勻，熱量可通過機殼傳導出去，冷卻系統(tǒng)的設計也相對成熟簡單。

※軸向磁通電機：該結(jié)構(gòu)的定子繞組被夾在兩個轉(zhuǎn)子盤之間，形成“熱三明治”。繞組端部散熱路徑長，熱量易積聚在中心部位。而過熱會成電機效率的大瓶頸，它會導致銅線電阻增加（也就是：銅耗上升）和永磁體退磁風險。

為了控制溫度，有時不得不采用更復雜的冷卻方案（如油冷），或在設計時做出妥協(xié)。

（2） 磁路與制造難度

※磁路對稱性：徑向磁通電機的磁路在圓周上對稱，磁場分布均勻。軸向磁通電機的磁路則是軸向的，要確保多個轉(zhuǎn)子盤和定子間的氣隙完全均勻、磁路完全對稱，對制造和裝配的精度要求較高。微小的不對中就會產(chǎn)生不平衡磁拉力，引起振動和額外的損耗。

※定子制造：軸向磁通電機常用的無鐵芯或分段鐵芯定子，其繞組的制造工藝（如盤式繞組、波浪形繞組）比徑向磁通電機的標準繞線工藝更復雜，更難以實現(xiàn)自動化大規(guī)模生產(chǎn)，也影響了其成本控制和性能一致性。

※材料利用率與漏磁：在傳統(tǒng)設計中，軸向磁通電機的硅鋼片用量可能更少（尤其是無鐵芯設計），但其磁路較短，漏磁控制相對更難。

而精心設計的徑向磁通電機可以將磁通很好地約束在高能效的鐵磁路徑中，減少漏磁，從而在特定的高效點將電能轉(zhuǎn)化為機械能的“純度”更高。

二、 軸向磁通電機的能效表現(xiàn)

當行業(yè)說“能效”時，不能只看電機本體的峰值效率點（比如96% vs 97%），而要看“實際運行工況下的系統(tǒng)效率”。這也正是軸向磁通電機的用武之地：

（1） 無鐵芯設計帶來的優(yōu)勢

許多高性能軸向磁通電機采用的無鐵芯定子，消除了“鐵耗”。但結(jié)果往往在高速、高轉(zhuǎn)速區(qū)間，無鐵芯軸向磁通電機的效率曲線較為平坦，衰減很小。而徑向磁通電機在高速區(qū)因鐵耗的上升，效率下降較快。對于經(jīng)常高速運行的電動汽車來說，真實路況下的綜合能效可能更高。

（2） 超高功率/轉(zhuǎn)矩密度意味著“系統(tǒng)輕量化”

“輕量化”不僅是電機本身輕。更輕的電機帶來車身整體減重，對于車輛而言，每減輕1公斤重量，都能降低行駛能耗。

而更高的功率密度意味著可以用更小、更輕的電機實現(xiàn)同等動力，或者用同等重量實現(xiàn)更強動力，給整車布局和性能提升帶來巨大空間。

（3） 與傳動系統(tǒng)的集成優(yōu)化

軸向磁通電機扁平的結(jié)構(gòu)，十分適配與車輪集成（如輪轂電機或輪邊電機），又或是與變速箱、差速器等高度集成。這樣可以省去大量的傳動軸、減速器等部件，減少機械傳動損耗。

三、 殊途同歸“極致”：不同路徑下的工藝裝配挑戰(zhàn)

由此可見，并非軸向磁通電機“拼不過”能效的問題，而是兩者在優(yōu)化能效的路徑上側(cè)重點根本不同。

也正因這不同的技術側(cè)重，兩者的核心工藝與裝配難點也截然不同，共同指向了對“精密”與“穩(wěn)定”的極致要求：

徑向磁通電機：在于如何在其緊湊的圓柱空間內(nèi)，實現(xiàn)“毫米級空間內(nèi)的微米級精度”。例如：將銅線以超高效率、零損傷的方式嵌入狹窄定子槽，并確保每片硅鋼片疊壓后保持絕對的同心度與垂直度；以及在高速動平衡中，對轉(zhuǎn)子進行毫克級別的調(diào)校以抑制振動。任何偏差都會導致性能衰減。

軸向磁通電機：則集中于“大平面上的微觀對齊”與“異形構(gòu)件的穩(wěn)定成型”。其核心挑戰(zhàn)是如何確保多個大直徑轉(zhuǎn)子盤與定子間，保持絕對平行與均勻的氣隙；如何可靠地制造并固定那些非標準的三維盤式繞組，確保其在高速離心力與電磁力下不變形；這些都是其發(fā)揮輕量化與高速優(yōu)勢的前提。

軸向磁通電機與徑向磁通電機在能效上的表現(xiàn)，并非簡單的“孰優(yōu)孰劣”，而是兩種不同技術哲學下的路徑分化。徑向磁通電機通過在其高度成熟的架構(gòu)內(nèi)持續(xù)優(yōu)化，追求峰值效率與規(guī)模成本的極致平衡；軸向磁通電機則通過顛覆性的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，在功率密度、系統(tǒng)集成與寬工況效率上開辟新維度，其系統(tǒng)級能效潛力顯著。

更值得關注是，這兩種路徑的分化，最終共同指向了對“精密制造”與“智能裝配”的更高階需求。無論是徑向磁通電機的精密控制，還是軸向磁通電機的極致對中，其產(chǎn)業(yè)化落地與性能潛力的完全釋放，都深度依賴于高精度、高柔性的智能生產(chǎn)裝備作為基石。

電機技術的競爭，本質(zhì)上已演變?yōu)樵O計創(chuàng)新與制造能力的協(xié)同競賽。只有當前沿的電磁設計與先進的工藝裝備深度耦合，才能真正將理論的性能參數(shù)，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、可靠、可大規(guī)模制造的卓越產(chǎn)品。

這不僅是電機制造商面臨的課題，也正是合利士一直專注于電機智能裝備研發(fā)與制造的企業(yè)所致力推動的產(chǎn)業(yè)變革，通過為電機制造提供高精度、高自動化的裝配與測試解決方案，助力電機行業(yè)突破工藝瓶頸，實現(xiàn)從設計到量產(chǎn)的高能效躍遷。