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扁平化的未來：軸向電機如何在飛行與汽車領域展現超高功率密度？
隨著科技的不斷進步，電動車和電動航空器的需求日益增加，其中一項顯著的技術進展是軸向電機（Axial Flux Motor, AFM）的使用。這種電機結構在轉子與定子之間的間隙方向是平行於旋轉軸，而與常見的徑向電機相對，軸向電機的設計使 Torque 隨轉子直徑的立方增長，這使得其在功率密度方面表現優異。這樣的設計不僅能提升性能，還能在多種應用中展現出強大的潛力，從電動汽車到電動飛行器的各個領域。
軸向電機具備更大的磁性表面和整體表面積，對於給定體積的冷卻效果顯著優於徑向電機。
軸向電機的特性
軸向電機的設計具有多種優勢。首先，電機可以建立在任何平坦的結構上，例如印刷電路板（PCB），通過添加線圈和軸承來實現。這一設計簡化了線圈繞製過程，且可以使用平坦的矩形銅條來代替較複雜的繞組方式，使得高電流的繞組變得更加容易。
其次，軸向電機的轉子通常可以設計得更輕，並且因為磁路較短，通常能夠使用定向晶粒電工鋼，這不僅提高了磁導率，還降低了核心損失。然而，這種設計也有其局限性，例如不均勻的磁通分佈可能導致性能不穩定。
設計與應用
在設計方面，軸向電機可以採用單一或雙轉子，亦可選擇單一或雙定子。通常在高功率應用中，雙定子單轉子的設計更為常見，雖然這需要配合鐵損產生的外殼。相對而言，單定子雙轉子設計則可省去外殼重量，提升效率。
YASA的37公斤可堆疊750 R電機提供超過5kw/kg的功率密度，讓其在市場中脫穎而出。
值得一提的是，雖然軸向電機的使用早在電磁電機剛開發時期就開始，但在強大永磁材料廣泛可得及無刷直流電機技術發展之前，其應用範圍相對受限。隨著近年來需求的提升，軸向電機在電動車領域的應用已經加速。
汽車與航空領域的變革
在汽車領域，YASA的產品被應用於多款概念及原型車，並且搭載在如科尼賽克Regera、法拉利SF90 Stradale等高性能跑車上。YASA的目標是設計出每公斤可輸出220千瓦的電機，這對於提升電動車的性能至關重要。
在航空領域，Rolls-Royce的ACCEL電動飛機使用了三臺軸向電機，並創下目前電動飛機的世界速度紀錄。YASA則為Rolls Royce的Spirit of Innovation飛機提供軸向電機，致力於實現50 kW/kg的功率密度，以應對電子飛行所需的大量重量減少。
軸向電機的設計不僅讓電動車和飛機能夠達到更高的功率密度，也在不斷改變我們對電動出行的想像。
未來的展望
展望未來，軸向電機的發展潛力仍然巨大。不同的企業如Emrax和Siemens等，已經開始研究更高效的軸向電機，使其在各類型的應用中展現出色的表現。隨著全球電動交通的快速發展，這一技術的持續創新和應用或將成為未來交通工具設計的重要趨勢。
最終，隨著技術的進步，這種電機的應用可能會如何進一步改變我們的生活方式和交通系統呢?
