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為何軸向磁通電機能在電動車中引領新革命？它們的設計秘密是什麼？
在電動車的設計與發展中，軸向磁通電機（AFM）正迅速崛起，成為一種革命性的技術。這種電機的創新設計使其在強度、效率和整體性能上相比於傳統的徑向磁通電機有著明顯的優勢。這篇文章將深入探討軸向磁通電機如何在電動車的未來中扮演關鍵角色，以及其背後的設計秘密。
軸向磁通電機的基本特性
軸向磁通電機是一種特殊的電機設計，與常見的徑向磁通電機相比，它的磁路是平行於旋轉軸的。這種幾何結構使得在相同的體積下，軸向電機能提供更大的磁表面和良好的散熱性能。
與徑向磁通電機相比，軸向磁通電機的轉矩隨著轉子直徑的立方增長，而後者則僅以平方增長。
此外，軸向電機在建造上相對靈活，能夠簡單地在平面結構（例如印刷電路板）上進行裝配，加上平面的繞線設計使得大電流繞組變得更為簡單。
設計秘密
當提到軸向磁通電機的設計時，許多創新之處可歸結於其結構的扁平性。例如，電機可以選擇單或雙轉子及單或雙定子配置。雙定子/單轉子的設計適合高功率應用，但需要額外的鐵損，而單定子/雙轉子的設計則可省去重物支撐，進一步提高效率。
在實際應用上，某些軸向磁通電機能夠輕易堆疊，以模組化方式提供更高的功率輸出。
例如，YASA公司的750 R電機在98毫米的軸長下，能夠提供大於5kw/kg的能力，展現了其在設計上的潛力和優勢。
聲量的提升與應用
雖然過去軸向磁通電機的應用不多，但隨著強力永磁體的廣泛可得性以及無刷直流電機技術的發展，這種電機逐漸引起越來越多研究者和汽車製造商的注意。它可應用於幾乎所有的操作原理，包括無刷直流、感應、步進和磁阻電機。不僅如此，軸向電機的更短更寬的設計使其更適合在緊湊的場地中使用。
在汽車領域的革新
特斯拉以外的汽車製造商如梅賽德斯-賓士的子公司YASA，已經開始在電動車中應用這項技術。他們的電機已在許多概念車、原型車以及賽車中得到了應用。值得注意的是，YASA計劃在車輪內部安裝電機，因為軸向磁通電機的低質量不會對車輛的非懸架質量產生過多影響。
YASA的目標是開發220 kw在7 kg包裝中的電機，這與目前Lucid Motors的500 kW、31.4 kg的電機形成鮮明的對比。
此舉不禁讓人期待，未來的電動車將會沿著更輕、更高效的方向發展。
航空和一般應用
除了汽車應用，這種電機在航空領域也顯示出巨大的潛力。Rolls-Royce的ACCEL電動飛機創下了世界速度紀錄，它成功運用了三個軸向磁通電機，以達成理想的推進效率。
許多公司如Emrax及西門子也在這個領域推出了一系列相關產品，展現出不同型號的軸向磁通電機，充分體現了其在高密度與效率方面的實力。
結論
軸向磁通電機憑藉其獨特的設計優勢，必將在電動車及其它應用中引領革命。它不僅使得電動交通工具變得更加輕便，且在功率密度及效率上表現優異。而在未來的科技與設計發展中，這樣的技術將如何進一步改變我們的出行方式與生活？
