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2026-07-23
交通运输
35页
2张图表
轴向磁通电机性能卓越——功率密度21kW/kg、重量尺寸减半、效率>96%——但盘式结构的制造复杂性和散热难题长期制约其规模化量产。华鑫证券认为，SMC一体压铸、PCB定子、扁平线绕组和新型散热技术正从材料、工艺、结构三个维度突破量产瓶颈，轴向磁通电机产业化拐点临近。
制造挑战：为何轴向磁通电机难以规模化
微米级精度要求
轴向磁通电机的气隙呈平面结构，微小轴向装配偏差会直接改变气隙长度，影响磁通分布和效率。如果两侧气隙存在微小不一致，将导致轴向磁吸力失衡，引发剧烈振动与噪音。微米级的装配偏差即可导致性能显著下降。
复杂3D结构限制传统工艺
传统径向电机依赖叠片堆叠工艺制造，而轴向磁通电机的三维磁场几何结构使其难以采用相同工艺。盘式结构制造复杂、双面定子装配难度高，批量化生产面临挑战。
成本偏高
材料特殊、制造复杂，轴向磁通电机量产成本远高于传统径向电机。规模化经济尚未形成，限制了其在成本敏感领域的推广应用。
SMC一体压铸：材料层面的突破
各向同性磁性支持三维磁通设计
软磁复合材料（SMC）由铁基粉末与电绝缘粘合剂压制成型，通过粉末冶金工艺使磁性颗粒间形成绝缘层，有效降低涡流损耗。与传统硅钢片相比，SMC具有各向同性磁性能，能够支持复杂的三维磁通路径设计，并适用于3D打印技术。
小象电机验证数据
小象电机通过工艺优化，SMC定子一致性提升超过15%，综合良品率达到96%以上，验证了SMC在大规模稳定制造中的可行性。SMC一体压铸有望显著降低轴向磁通电机制造成本。
PCB定子：结构层面的突破
无铁芯设计减重50%
PCB定子将铜线圈直接蚀刻在电路板上，使电机重量和尺寸减少约50%。无铁芯设计显著减少定子磁滞损耗与涡流损耗，提升能效。消除传统电机中铜绕组及绝缘相关的潜在故障点，有效提高可靠性。
模块化定子降低制造难度
无铁芯结构将复杂的整体定子拆分为简单独立模块。单齿绕线可在专用设备上完成，避免传统整体绕线的复杂性。定子齿固定采用“翻盖”结构或注塑连接件，支持流水线式批量装配，大幅提升制造效率和可重复性。
扁平线绕组：工艺层面的突破
槽填充率提升20-30%
扁平线绕组能够在相同空间内容纳更多导体，槽填充率比传统圆线高出约20-30%，产生更强磁场并提升电机功率20-30%。
热管理性能提升
扁平线的形状优势增加导线间接触面积，增强散热能力。高槽填充率下绕组间热导率可提升至低槽填充率的150%，有效降低运行温度并延长使用寿命。在高速高频操作下，扁线宽高比可随转速优化，减轻集肤效应。
散热技术：热管理层面的突破
液冷通道
在定子支架外壁及支撑杆内部设计冷却液流路，使冷却液直接带走定子铁芯及线圈热量。带有多个小孔的条形铝板水通道可吸收并传递绕组热量，同时实现结构密封。
碳纳米管与相变材料
碳纳米管具有极高导热性，与定子绕组或转子组件结合使用可快速传导热量。相变材料封装于微胶囊中，在温度升高时吸收热量，实现临时热缓冲，防止泄漏和腐蚀。
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0731-84720580
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