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为何轴向磁通电机能在电动车中引领新革命？它们的设计秘密是什么？
在电动车的设计与发展中，轴向磁通电机（AFM）正迅速崛起，成为一种革命性的技术。这种电机的创新设计使其在强度、效率和整体性能上相比于传统的径向磁通电机有着明显的优势。这篇文章将深入探讨轴向磁通电机如何在电动车的未来中扮演关键角色，以及其背后的设计秘密。
轴向磁通电机的基本特性
轴向磁通电机是一种特殊的电机设计，与常见的径向磁通电机相比，它的磁路是平行于旋转轴的。这种几何结构使得在相同的体积下，轴向电机能提供更大的磁表面和良好的散热性能。
与径向磁通电机相比，轴向磁通电机的转矩随着转子直径的立方增长，而后者则仅以平方增长。
此外，轴向电机在建造上相对灵活，能够简单地在平面结构（例如印刷电路板）上进行装配，加上平面的绕线设计使得大电流绕组变得更为简单。
设计秘密
当提到轴向磁通电机的设计时，许多创新之处可归结于其结构的扁平性。例如，电机可以选择单或双转子及单或双定子配置。双定子/单转子的设计适合高功率应用，但需要额外的铁损，而单定子/双转子的设计则可省去重物支撑，进一步提高效率。
在实际应用上，某些轴向磁通电机能够轻易堆叠，以模组化方式提供更高的功率输出。
例如，YASA公司的750 R电机在98毫米的轴长下，能够提供大于5kw/kg的能力，展现了其在设计上的潜力和优势。
声量的提升与应用
虽然过去轴向磁通电机的应用不多，但随着强力永磁体的广泛可得性以及无刷直流电机技术的发展，这种电机逐渐引起越来越多研究者和汽车制造商的注意。它可应用于几乎所有的操作原理，包括无刷直流、感应、步进和磁阻电机。不仅如此，轴向电机的更短更宽的设计使其更适合在紧凑的场地中使用。
在汽车领域的革新
特斯拉以外的汽车制造商如梅赛德斯-宾士的子公司YASA，已经开始在电动车中应用这项技术。他们的电机已在许多概念车、原型车以及赛车中得到了应用。值得注意的是，YASA计划在车轮内部安装电机，因为轴向磁通电机的低质量不会对车辆的非悬架质量产生过多影响。
YASA的目标是开发220 kw在7 kg包装中的电机，这与目前Lucid Motors的500 kW、31.4 kg的电机形成鲜明的对比。
此举不禁让人期待，未来的电动车将会沿着更轻、更高效的方向发展。
航空和一般应用
除了汽车应用，这种电机在航空领域也显示出巨大的潜力。 Rolls-Royce的ACCEL电动飞机创下了世界速度纪录，它成功运用了三个轴向磁通电机，以达成理想的推进效率。
许多公司如Emrax及西门子也在这个领域推出了一系列相关产品，展现出不同型号的轴向磁通电机，充分体现了其在高密度与效率方面的实力。
结论
轴向磁通电机凭借其独特的设计优势，必将在电动车及其它应用中引领革命。它不仅使得电动交通工具变得更加轻便，且在功率密度及效率上表现优异。而在未来的科技与设计发展中，这样的技术将如何进一步改变我们的出行方式与生活？
