新能源车大变天,我国轴向磁通电机突破,电车续航有救了?
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最近新能源行业里面,轴向磁通电机这个词频繁出现在各类行业报道当中。国内已经实现这套技术的规模化量产,打破过去长期停留在实验室样机的局面。不少短视频、自媒体直接把它称作电车续航的解药,宣称装上之后续航直接暴涨一两百公里,新能源车行业迎来彻底大变天。
很多普通车主、准备买车的消费者看到消息,内心充满期待。困扰大家多年的续航缩水、冬季打折、车重过大的问题,是不是靠着一款新电机就能一次性解决?以后买电动车,是不是不用再追求超大容量电池?
但技术现实并没有网上渲染的那么简单。轴向磁通确实是下一代电驱动的重要方向,国产企业打通材料、工艺、自动化产线,属于实打实的技术进步。不过它有自身的优势,同样存在无法回避的短板,不能简单理解成“装上就能续航翻倍”。
今天用大白话拆解轴向磁通电机到底是什么,对比现在车上普遍在用的传统径向电机,优势在哪,短板是什么,能给电车续航带来多大真实提升,什么时候能大规模装到家用乘用车,普通消费者买车需要怎么理性看待这项新技术,避开网上的夸大宣传。
一、看懂两种电机,结构差别带来性能完全不一样
现在市面上绝大多数家用新能源车,搭载的都是径向磁通电机。很多人不理解磁通、磁路这些专业名词,我们用生活化比喻讲清楚二者区别。
传统径向磁通电机,外形是一个粗圆筒,类似滚筒洗衣机。磁场从电机中心向外辐射,转子套在定子内部,想要输出更大动力,就要把圆筒做粗、做长,重量和体积跟着一起变大。这么多年,国内供应链已经把径向磁通电机做到非常成熟,成本可控,良品率高,散热、噪音、高速稳定性经过千万台车辆验证,这也是绝大多数车企选择它的根本原因。
而轴向磁通电机,外形是扁平圆盘,更像两片汉堡中间夹馅料。磁场顺着转轴平行穿过,转子和定子面对面平铺排列。这个构想早在1821年就已经出现,属于非常古老的电机思路,但是受限于磁钢材料、装配精度、散热难题,两百多年来大多只能做出实验室样品,很难大批量造出来装车使用。
同等输出功率条件下,轴向磁通电机重量、体积可以减少一半,金属原材料消耗同步下降,功率密度大幅领先传统电机。简单理解,同样要输出200千瓦动力,传统电机可能120公斤,轴向磁通只需要60公斤左右。
整车层面,电机减重,整车自重随之下降。电动车有一个常识,车子每减轻10公斤,实际续航大约可以增加2‑3公里。同时它磁路更短,内部能量损耗更低,高效工作区间更宽,城市低速通勤、中高速巡航多种工况,都可以维持较高转化效率,减少电能浪费。
网上很多宣传直接解读,重量减半等于续航直接增加一半,这个说法属于严重夸大。电机只是整车其中一个部件,整车续航,是电池容量、车重、风阻、轮胎、电控、空调、气温多重因素共同决定,单一部件的优化,很难带来跨越式的暴涨。
目前国产实现量产的轴向磁通,现阶段更多优先落地在公交、重卡、矿用车辆这类商用车场景,轮边布局优势可以充分发挥,把电机布置车轮旁边,释放车厢内部空间,同时减重带来载货、载客能力提升,收益非常直观。而普通家用私家车大规模装车,还有不少工程问题要一步步解决。
二、国产突破到底突破了什么,不是简单造出样机
过去海外也有机构做轴向磁通电机样机,奔驰旗下收购的YASA也有相关样品,但是一直卡在小规模定制,很难做到低成本大批量交付。样机做出来不难,难的是上万台稳定生产,良品率达标,成本可控,长时间跑几十万公里不出现故障。
国内这次的突破,核心是三件事:特种磁钢材料、微米级装配工艺、整套自主自动化生产线。
第一,专用磁钢材料。轴向磁通对于磁体耐高温、抗退磁要求很高,高速运转发热,如果磁钢性能不足,跑久了磁性衰减,电机动力直接垮掉。国内联合科研机构开发对应的专用磁钢配方,改善高温工况稳定性,解决高速退磁的核心隐患。
第二,装配公差难题。圆盘两片转子和定子之间缝隙需要控制在微米级别,缝隙一旦不均匀,高速转动就会出现震动、噪音,严重会发生摩擦损毁。传统电机产线完全用不上,大部分生产设备都需要重新自研定制,整套工序一百多道,才能把良品率做到商业化标准。
第三,建成全球首条规模化量产产线,已经实现万台级别交付,订单已经排到后续年份,产品不光供应国内,同时出口海外三十多个国家地区。
这里要客观区分:技术实现量产,不等于马上铺满家用车市场。现在大批量交付主要集中在商用车、工程机械、特种装备,家用乘用车还处在样品测试、匹配开发阶段,距离大规模上车还有周期。很多自媒体宣传明年家用车全部换装,属于过度乐观的预判。
三、轴向磁通电机真实优势,哪些收益看得见,哪些是想象
我们客观罗列这项技术实实在在的好处,同时筛除网络上流传的不实说法。
真实优势第一:大幅度减重减体积。
同等动力输出,电机重量减半,体积大幅压缩。对于整车有两个直接收益。其一,整车重量下降,耗电量降低,同等电池,续航获得小幅提升;其二,电机占空间变小,底盘里面可以腾出一部分位置,要么给电池,要么增加座舱乘坐空间。但是底盘空间是一个系统工程,不是电机瘦下来,就可以凭空塞下一大块电池,还要兼顾悬架、冷却管路,实际可利用空间是有限的。
真实优势第二,高效区间更宽广。
传统径向磁通电机,只有某一段车速负载区间能跑到最高效率,低速或者高转速,效率会往下掉。轴向磁通高效的工况范围更大,城市走走停停、高速巡航,都可以维持不错的电能转换,日常通勤耗电可以得到优化,在实测当中,同等电池条件,整车续航提升大多落在5%‑12%这个区间,很难实现网上所说的增加一两百公里续航。
真实优势第三,布局形式灵活。
扁平圆盘结构,除了传统机舱布置,还可以做轮边驱动,靠近车轮安装。未来可以实现四轮独立控制,对车辆操控、转弯、原地转向这类功能提供硬件基础,这个优势在高性能车型、商用车上面会体现更明显。
再说说网上流传的不实宣传。
误区一:装上轴向磁通,续航直接增加百分之三四十。
续航是整套整车系统共同决定,电机减重、效率提升带来的是渐进改善,不是质变飞跃。70度电池传统车550公里,不会换上新电机直接跑到750‑800公里,这个是短视频为博流量的夸张演绎。
误区二:可以全面淘汰现在的径向磁通电机。
径向磁通发展几十年,供应链极度成熟,成本、散热、高速可靠性、噪音控制经过海量市场验证,短时间不会被彻底取代。两种电机是互补关系,不是简单的新旧替代。
误区三:未来家用车会大幅度降价,电池直接缩小一半。
电机成本现阶段并不低,整套产线、磁钢材料成本居高不下。初期装车大概率优先出现在中高端车型,不会直接快速下放到几万、十几万平价家用车,想要依靠它大幅度拉低整车售价,短期内很难实现。
四、不能回避,轴向磁通电机现存几大现实短板
一项新技术,不可能只有优点没有短板,这些工程上的难点,也是家用乘用车不能快速普及的核心原因。
第一个短板,散热难度更大。
圆盘扁平结构,转子两片圆盘紧贴排布,内部热量不容易散出去。持续高速、激烈驾驶之后温升压力大。商用车车速相对稳定,工况没有家用车复杂;家用车会频繁急加速、高速长跑、夏天暴晒,对散热系统提出更高要求,需要重新设计整套冷却回路,不能直接照搬现有电车冷却方案。
第二个短板,高速工况的振动、噪音控制难度高。
两片圆盘高速旋转,对平行度、间隙极其敏感。一旦出现微小形变,就会带来震动和噪音。家用车主非常在意NVH,车内噪音、抖动,径向磁通经过多年打磨已经做得很好,轴向磁通想要达到同样的车内静谧水平,还要做大量整车匹配调校工作。
第三个短板,制造成本压力。
现阶段,同等功率轴向磁通电机制造成本高于成熟径向产品。虽然材料重量变少,但是特种磁钢、高精度装配、定制化设备拉高整体生产成本。只有后续年产规模持续放大,供应链进一步成熟,成本才会逐步往下走,这需要时间周期。
第四个短板,维修售后的配套还没有建立。
现在修理厂、售后体系全部围绕传统径向电机。如果后期出现故障,配件供给、维修方案,都还没有大规模沉淀。商用车场景可以集中维护,普通家用私家车遍布全国各地,售后适配是绕不开的现实问题。
综合来看,商用车、工程机械、特种车辆、高性能跑车,会是它优先落地的场景。这些场景对重量、扭矩敏感度更高,对成本、噪音容忍度也更高;普通家用家用代步车型,还需要几年迭代打磨,才会大批量走上市场。
五、电车续航真正的逻辑:单一部件很难单方面彻底解决续航痛点
很多消费者看到一款新零部件突破,就期待直接根治续航焦虑。我们要理清现实,电动车续航,从来不是靠单一零件的“黑科技”实现飞跃。
过去几年,电车续航提升,来自很多方面的共同努力:电池能量密度提升、整车轻量化、低风阻车身、低滚阻轮胎、电控算法优化、热管理系统升级。电机只是其中一环。
轴向磁通电机可以做到的,是在现有基础之上进一步优化耗电、减轻重量,属于增量升级,而不是颠覆性的解药。就好比燃油车升级更好的发动机,油耗可以降一点,但不会换一台发动机,油耗直接减半。
网上很多宣传刻意放大单一部件作用,把国产技术突破渲染成行业彻底大变天。我们肯定国产技术攻关的价值,但是也不能被营销话术带偏期待。
很多人关心一个问题:既然不能续航暴涨,这项突破意义在哪?它的更大价值,不完全局限于家用代步车。除开新能源商用车,低空飞行器、人形机器人、特种装备,都极度看重动力部件又轻又强,轴向磁通电机刚好适配这些新兴赛道的需求,它打开的是更广的产业空间,而不仅仅只是家用电动车续航提升这一件事。
放到家用车的长远发展,当后续成本下降,大规模普及之后,同样续航目标下,整车可以适当减少电池用量。电池重量下降,整车进一步变轻,车辆成本、充电重量压力会得到缓解,这个是长期价值,不是短期马上兑现的红利。
六、普通买车人,当下应该怎么看待这项新技术
对于普通消费者,很多人正在看新能源车,我们结合现状,整理几条务实的看法。
第一,现阶段买车,不用专门等待轴向磁通电机版本。
目前市面上绝大多数在售家用乘用车,并没有大规模搭载这套电机。不要抱着“再等等,新技术马上就来”无限推迟购车计划。现有径向磁通电机,经过多年迭代,综合成熟度、可靠性、售后都处在很好的水平,足够满足绝大多数家庭日常代步。
第二,如果未来新车宣传搭载轴向磁通电机,不要只盯着“新技术”三个字,重点看整车实测能耗,而不是只看电机参数。
电机参数再漂亮,最终落到用车体验要看整车CLTC、WLTC实测续航,看第三方实测高速、冬季续航打折率。不要看到新名词就盲目买单,新技术不等于整车体验一定更好,要看车企做完整套匹配调校之后的实际表现。
第三,理性看待续航提升的幅度,不要抱有不切实际的幻想。
即便后续大规模装车,同等电池续航提升大概率是百分之几到百分之十几的区间,不会出现跨越式翻倍。冬天低温、高速行驶续航打折,电池本身的物理特性约束还在,电机不能彻底解决冬季续航缩水问题。
第四,技术突破值得肯定,但分清产业新闻和消费选购。
国内团队攻克量产难题,打破海外样机层面的竞争,属于高端制造实实在在的进步,值得认可。但是产业技术进展,和普通消费者马上就能买到便宜又完美的车子,中间隔着量产、降本、整车匹配很长的链条。
第五,看待新技术,不要走两个极端。既不要神话成续航救星,也不要全盘否定觉得毫无价值。
短期家用车提升有限,长期看它代表下一代电驱动重要路线,随着迭代,未来会慢慢释放价值。科技进步就是这样,一代一代零部件渐进优化,慢慢推动整车体验向上,很少有一项技术一步到位解决全部痛点。
七、新能源车未来,是多技术共同迭代,而不是单点技术突围
回顾新能源汽车发展这么多年,没有哪一项单一技术可以包治百病。电池、电机、电控、车身热管理,每一个环节持续迭代,共同推动产品变好。
轴向磁通电机国产实现规模化量产,最大的意义,是我们在下一代电驱动赛道,不再停留在跟随,实现从实验室到产线全链条打通,完整掌握材料、工艺、专利整套体系,避免未来被海外卡脖子。
但是技术突破不等于立刻普惠每一位普通车主。商用车、特种装备会率先吃到红利,家用乘用车需要经历样品、小批量、迭代降本,一步步普及。
对于普通车主来说,续航焦虑的缓解,依旧需要电池、电机、充电网络多重共同进步。电机能帮电车跑的更省电更轻巧,但不是一键消除续航痛点的万能钥匙。认清技术的真实边界,才不容易被网上各类博眼球的宣传误导。
话题讨论
你觉得未来家用电动车,重量进一步减重和加大电池容量,哪条路线更适合普通家庭?你有没有刷到过关于轴向磁通电机续航暴涨的相关说法?欢迎评论区理性交流。
免责声明:本文为产业科普,不构成购车建议,新技术落地效果以车企实车测试为准。
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