大数跨境

轴向磁通电机2.0:从盘毂到YASA,全球量产竞赛开始...

轴向磁通电机2.0:从盘毂到YASA,全球量产竞赛开始... 电动车千人会
2026-08-25
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▲ 奔驰Berlin-Marienfelde工厂生产的YASA轴向磁通电机组件(来源:Mercedes-Benz)


一组数字足以说明轴向磁通电机在2026年的热度:奔驰98道工序的柏林产线刚投产,盘毂动力年产能就冲到了30万台;YASA被奔驰收购后技术全面开花,而大洋彼岸的Koenigsegg早就把这玩意儿装上了超跑。赛道另一侧,国内做传统径向磁通的电机厂也纷纷立项盘式电机项目——仿佛不做轴向磁通,就要在这一轮技术迭代中掉队。


但热闹归热闹,小楚在拆解完国内轴向磁通标杆盘毂动力之后,越来越觉得行业里弥漫着一股危险的乐观情绪:很多人把"做出了样品"等同于"搞定了量产",把"超跑用过"等同于"车规级验证通过"。 这两者之间的鸿沟,远比电磁仿真报告上那些漂亮的曲线来得深。


所以这篇2.0,我不想再重复"谁做了什么"——那个故事上一篇讲过了。这次想聊点更硬的:从样品到量产这条路上,到底藏着多少个"死人坑"?中德两家头部企业各自趟出了怎样的工程路线?全球追赶者现在到底站在哪个位置?


01

量产才是真正的物理题

▲ 径向磁通(左)与轴向磁通(右)磁路方向对比。两种电机的磁通路径完全不同,由此带来截然不同的工程挑战(来源:OEM Off Highway)


先说一个反直觉的事实:轴向磁通电机的电磁学原理从1830年代法拉第发明首台圆盘电动机起就被理解了。Koenigsegg早在2018年就在超跑上用了YASA的电机,法拉利、兰博基尼紧随其后。但超跑量产和大规模量产是两回事——前者可以接受手工调校、低良率、高成本,后者需要的是"每个都一模一样,而且不能坏"。


200年来真正卡住轴向磁通电机的,不是电磁设计,而是制造工程。


这句话怎么强调都不过分。很多电机工程师转做轴向磁通时的第一反应是"不就是把磁通方向转90度嘛",然后就被产线教做人了。核心矛盾在于:


径向磁通电机的定子是硅钢片叠压而成的圆柱体,冲片、叠压、绕线——这套工艺人类玩了一百多年,设备成熟、供应链完善、良率轻松过99%。但轴向磁通电机的定子是一个扁平圆盘,磁场沿轴向穿过,传统硅钢片根本无法使用——你必须用SMC(软磁复合材料)粉末冶金一体成型,或者用分段拼装的复杂结构。


更致命的是总装环节。把定子夹在两片永磁转子之间时,9千牛的磁吸力(约900公斤)会疯狂地把两个部件往一起拉,而你要在磁中心面0.1毫米的公差内完成定位。稍微偏一点,要么转子直接吸上去把定子碾碎,要么气隙过宽导致效率暴跌。这在径向电机里根本不存在——径向电机的转子和定子之间是"同心圆"关系,定位靠轴承,不存在这种"面对面"的强力吸引。


所以,奔驰在Berlin-Marienfelde做的事,本质上不是在"制造电机",而是在"发明一套新的制造方法学"。


02

两种工程哲学:

YASA的"解耦"与盘毂的"收敛"

▲ 奔驰AMG GT 4-Door Coupe搭载的YASA轴向磁通电机展示。三台电机合计峰值功率860kW,0-100km/h加速2.1秒(来源:Mercedes-Benz)


奔驰Marienfelde和盘毂兰溪,解决同一个问题的方式截然不同。这种差异不是技术细节的差异,而是工程哲学的分歧。理解这个分歧,就理解了全球轴向磁通电机竞争格局的底层逻辑。


01

YASA的路线:把复杂的东西拆开做


YASA的核心专利叫"Yokeless and Segmented Stator"(无轭分段电枢),这是让奔驰掏出九位数欧元的真正原因。


传统电机定子是一体的——轭铁把整个磁路闭合起来,电磁效率高但制造复杂。YASA的思路是:干脆把定子"拆碎",每个齿做成独立的segment,用类似PCB印刷的方式绕制铜线,灌封成型,最后像拼积木一样组装成完整的定子盘。


这个设计的精妙之处在于制造解耦。每个齿可以单独生产、单独检测、单独替换。传统径向电机定子绕完线后要整体浸漆、整体测试,一个齿有问题整个报废;YASA的分段方案让不良品率大幅降低,因为可以逐段筛选。更重要的是热管理:每个齿的散热路径独立,不会因为铁芯整体导热困难而导致局部过热——这对轴向磁通这种"热源被夹在中间、散热路径长"的结构来说,是决定性的优势。


但解耦不是没有代价。分段意味着更多的界面、更多的灌封材料、更多的漏磁通道。在电磁性能上,无轭方案的磁路不如一体式方案闭合紧密,需要更好的磁钢和更精密的气隙控制来补偿。YASA在奔驰的支持下选择了"制造便利性优先于电磁极致效率"的路线——这不是偷懒,而是面向量产的理性取舍。


Marienfelde工厂的98道工序里,有几个关键工艺值得工程师重点关注:


▪  矩形铜线高速弯折。定子采用矩形截面铜线(扁线)以最大化铜满率。但矩形线在高速弯折时极易起皱、损伤绝缘层或缩减截面积——这在传统径向电机里已有解决方案(扁线绕组),但轴向磁通定子的几何形状完全不同,弯折角度和空间约束更加极端。奔驰与供应商联合开发了全新的弯折工艺,这是35项"全球首创工艺"之一。


  激光精密连接。每个线圈端部需要在极小空间内与互连线连接,且不能热损伤相邻的塑料结构。传统方案是锡焊,但焊锡的接触电阻和热可靠性都不够。奔驰的解法是高精度激光焊接——能量输入集中在焊点、过程时间极短、热影响区极小。


▪  总装中的高频磁力控制。这是整个产线最精妙的一环:定子被放入两片转子磁盘之间时,9千牛的磁吸力试图把两个转子"啪"地吸到一起,而定子必须在最后0.5秒内被精确校正到磁中心面0.1毫米以内。奔驰开发的控制算法在最后阶段用高频控制脉冲实时修正位置——这不是电磁设计问题,而是"在极端力场下的精密操控"问题。


这些不是论文里的公式,是工厂里的know-how。据electrive.com报道,Marienfelde工厂的产线采用了AI辅助质量检测,每一台电机的98道工序数据全程追溯(据electrive.com,2026年6月10日)。


奔驰AMG GT 4-Door Coupe的量产数据:三台YASA电机合计峰值功率860kW(约1153马力),前轴电机宽度不到9厘米,后轴两台各约8厘米,集成行星减速器后封装在HP.EDU壳体内。0-100km/h加速2.1秒,极速300km/h(据Mercedes-Benz美国官方,2026年5月20日)。AMG GT 55已开启订购,GT 63将于2027年初交付。纯电SUV版本也已于8月在美国加州被实车拍摄,综合功率超1000马力(据中关村在线,2026年8月15日)。


需要特别指出的是,Marienfelde的定位不是"产品产线"而是"能力中心"——奔驰把这座有120多年历史的内燃机工厂改造为轴向磁通电机的全球技术大本营。这不是一次性的产品发布,是十年以上的战略布局。


02

盘毂的路线:在约束中寻找最优解


盘毂动力走了一条完全不同的路:保留了传统轭铁结构,采用"双定子单转子"或"双转子单定子"拓扑。


如果说YASA的哲学是"把复杂的东西拆开做",盘毂的哲学就是"在约束条件下收敛到最优解"。保留轭铁意味着磁路闭合更好、漏磁更少、结构刚度更大,代价是轴向尺寸比无轭方案略长,功率密度上限也低一些。但对重卡、客车、船舶这些对体积没那么敏感但对可靠性要求极高的场景来说,这恰恰是正确的工程选择。


盘毂的量产数据同样惊人。据TMC2026大会上盘毂动力工程院院长彭梁的演讲,新一代量产产品有效功率密度达25.73kW/kg,有效扭矩密度41.2N·m/kg,超92.5%运行工况效率超过92.5%。关键突破来自2026年6月联合中科院宁波材料所发布的PGH专用磁钢——这款专为轴向磁通电机定制的高性能钕铁硼,攻克了高温退磁、异形磁体制备、工况稳定性三大难题(据SysPro系统工程智库,2026年7月27日)。


盘毂的5条产线覆盖151道工序,全程自动化,良品率超98%。年产能30万台,订单排至2027年一季度。2026年出口土耳其同比增长520%,泰国增长150%,产品覆盖30多个国家和地区。


两种路线的对比说明一个道理:轴向磁通电机不是一个单一产品,而是一类拓扑结构,内部已经分化出完全不同的工程路径。 YASA面向超跑和高性能乘用车的极致功率密度,盘毂面向商用车和全场景的可靠性与成本效率。它们不是对手,而是在各自最适合的战场上作战。


03

一个被忽视的关键约束:SMC


在讨论轴向磁通电机时,有一个话题被严重低估了——SMC(软磁复合材料)。


轴向磁通电机不能用传统硅钢片。这不是"技术选型",而是物理硬约束。硅钢片是为径向磁场设计的二维薄片材料,叠压后形成的磁路只在平面内导磁。但轴向磁通电机的磁通路径是三维的——它需要在厚度方向上高效导磁,而硅钢片在厚度方向的磁导率比平面方向低一到两个数量级。


解决方案是SMC:把铁粉颗粒表面做绝缘处理,然后粉末冶金融压成型。每一颗铁粉颗粒都是各向同性的,所以SMC在三维方向上磁导率均匀。这是轴向磁通电机的"命门"——没有SMC,就没有轴向磁通的量产。


但SMC的性能远不如硅钢片。典型SMC的磁导率约500-600(vs 硅钢片3000-5000),铁损也比硅钢片高2-3倍。这意味着轴向磁通电机的铁芯效率天然比径向电机低,必须通过结构优化(更多磁极、更好的磁钢、更小的气隙)来补偿。SMC材料性能的天花板,就是轴向磁通电机效率的天花板。


这也解释了为什么国内SMC龙头东睦股份在这个赛道上如此关键。 东睦是国内唯一同时掌握P&S粉末压制、MIM金属注射成型、SMC软磁复合材料三大工艺的上市企业,山西基地SMC规划产能10万吨,已落地7万吨(据多家券商研报,2026年6月)。它持股22%的小象电动2025年销售4843台轴向磁通电机,同比增长103%,累计出货近7万台。东睦的SMC产能决定了国内轴向磁通电机产业的产能天花板——这个关系不是"锦上添花",而是"生死攸关"。


SMC性能提升的另一个路径是中科三环与盘毂动力的联合研发。双方签署5年战略合作框架协议,围绕PGH专用磁钢(注意这不是SMC,是磁钢)的量产供应合作,并计划设立合资公司。这意味着在磁材端,盘毂已经锁定了最稳定的供应关系(据雪球,2026年7月29日)。


小楚的判断:未来3年,SMC材料的性能提升速度,将直接决定轴向磁通电机能走多快。 谁在SMC配方和工艺上取得突破,谁就扼住了整个产业链的咽喉。


04

机器人关节:轴向磁通最锋利的矛

▲ 小象电动开发的6款人形机器人关节模组:三款旋转关节+三款直线关节。最大的旋转关节扭矩462N·m、仅重2.4kg(来源:小象电动/EVH1000)


如果要用一句话概括轴向磁通电机当前最好的商业化切口,小楚的答案是:机器人下肢关节。


不是汽车,不是航空,是机器人——而且主要是腿和腰,不包括手臂和灵巧手。


原因很简单。人形机器人的腿部关节(髋、膝、踝)承担整机支撑、行走、跳跃、越障等动作,要求电机在极小体积内输出极大扭矩,而且要能抗冲击。这正是轴向磁通电机的"甜蜜区"——它的盘式结构天然适合做"大力矩+薄厚度"的组合,而同样的扭矩用径向电机需要更大的体积和更长的轴向长度。


从公开数据看,这个赛道已经跑出了真实的产品和客户:


▪  小象电动开发了6款人形机器人关节模组(三款旋转+三款直线),最大的旋转关节扭矩密度462N·m/2.4kg,最小的直线关节仅0.5kg。产品已进入华为、比亚迪、广汽、赛力斯等企业的人形机器人供应链,以及与谷歌Alphabet X孵化的SKIP合作外骨骼动力裤,预计2026年下半年启动量产,初期月产能2000台(据科创板日报,2026年5月5日)。


▪  璇玑动力2024年6月才成立,创始团队来自大疆早期核心人员。自研轴向磁通电机峰值扭矩600N·m,扭矩密度240N·m/kg,90%核心零部件自研。其重载四足机器人Hypertron-T01已量产交付,最大静态站立负载200kg,全地形负载80kg,IP67防护,可在-20℃至55℃环境中作业。已与南方电网、国家电网达成深度合作,应用于电力巡检、消防救援等场景(据腾讯新闻,2026年7月27日)。2026年4月完成数亿元Pre-A轮融资,获评深圳"潜在独角兽企业"。


▪  盘毂动力2026年6月发布基于PGH专用磁钢的PDS5K机器人关节电驱模组,驱动总重仅2.75kg,电机最大外径132mm、整体厚度不足80mm,额定输出扭矩160N·m、峰值扭矩550N·m,总成扭矩密度293N·m/kg(据盘毂动力TMC2026演讲)。


▪  青龙机器人的公版方案在腰部和腿部均用轴向磁通电机,做到200N·m/kg的扭矩密度。广汽GoMate人形机器人最大输出力矩1000N·m。华沿机器人自研轴向磁通电机将逐步应用于全系列协作机器人(据高工机器人,2026年6月23日)。


但这里有一个非常重要的判断:轴向磁通电机在机器人身上是"分区作战",不是"全面替代"。 它适合下肢等高爆发关节,但上肢、手腕、灵巧手部位仍将以无框力矩电机和空心杯电机为主。这些关节对精度和响应速度要求更高,对绝对扭矩要求反而没那么高,传统的方案仍然更成熟、更可控。


当前机器人关节模组价格已从1万元降至4000-5000元(降幅超50%),但其中人工成本占比高达约50%——关键工序如理线、焊接、调气隙全靠手工。业内专家的判断很直接:"谁先解决大批量生产制造,谁就有非常大的发展——价格不会比传统电机更贵。"(据雪球专家纪要,2026年6月)。


小象电动2026年规划30万台产能,指尖智擎用48层PCB定子实现微型化量产,璇玑动力自建自研产线——大家都在抢的,正是这条"全自动化产线"的终点线。


05

商用车与船舶:已经兑现的市场

▲ 盘毂动力轴向磁通电机产品分解图,覆盖63W至1200kW全功率段(来源:盘毂动力)


如果说机器人关节是轴向磁通"最锋利的矛",那商用车和电动船舶就是"已经插进土里的根据地"。


盘毂动力的产品已切入九大赛道,但最有含金量的几个数字是:


▪ 新能源重卡:搭载盘毂中央驱动系统的徐工新能源重卡已完成交付,在义乌综合保税区投入运营。整车减重200公斤,电耗降低5%-10%。司机反馈"起步动力非常强劲"(据潮新闻,2026年8月5日)。对重卡来说,轮边/轮毂驱动是电动化的明确趋势,轴向磁通的超薄盘式结构天然适配轮端布置。


▪  电动船舶:16款轴向磁通电机通过中国船级社(CCS)认证,功率覆盖70-1000马力。与擎波探索合作的电动舷外机在波兰游艇节斩获欧洲船艇大奖,客户遍布德国、匈牙利、波兰等20余国。以Wave300舷外机为例,电驱系统减重约100kg,体积缩小约三分之二,安装高度降低约40%(据中国路面机械网,2026年8月14日)。


▪  电动越野摩托车:与阿波罗合作的"战尊"车型已交付3000台,车轮端扭矩600N·m,在红牛TKO极限耐力赛等国际赛事中斩获佳绩。阿波罗董事长应儿说:"轴向电机是未来竞争的核心所在。"


▪  新能源公交:8米公交车即可实现传统10米车的载客量,因为轴向磁通电机可以做进车轮内部,车内实现全平地板。


这些场景的共同特点是:轴向空间敏感、低速大扭矩、对成本敏感度低于乘用车。它们不是"未来市场",而是"现在进行时"——盘毂动力2026年全年预计交付超6万台,订单排到2027年一季度,说明需求已经真实存在。


06

两种技术路线的"暗战":

比亚迪VFM与轴向磁通


比亚迪量产的可变磁通量电机(VFM)值得单独拿出来讨论,因为它代表了另一条解决"高速能耗"痛点的路径,而且已经在方程豹、海豹等车型上装车。


VFM本质仍是径向永磁架构,核心创新是在转子内增加三套组件:高矫顽力主钕铁硼磁钢、低矫顽力记忆磁体(铝镍钴)、轴向可移动导磁环。低于80km/h时导磁环缩回、磁通全释放,扭矩提升约30%;高于80km/h时导磁环推出、物理分流30-40%磁感线,从源头压低反电动势。120km/h巡航效率从传统的82-85%提升至92-95%,百公里省电3-4度(据雪球详细技术拆解,2026年6月)。


这套方案的核心优势是落地成本极低——基于成熟径向电机架构改造,电机外形和安装尺寸几乎不变,现有e平台3.0/4.0可直接换装,成本增幅仅约10%(据汽车之家,2026年7月24日)。而轴向磁通电机的产线要全新建设,成本高得多。


但VFM的天花板也很清晰:功率密度上限受径向磁通物理结构限制,远低于轴向磁通盘式电机。在需要极致轻量化的高性能车、分布式驱动、机器人关节等场景,VFM帮不上忙。


小楚的判断:VFM和轴向磁通不是竞争关系,而是互补关系。VFM是"近期可量产的渐进优化",投入产出比极高,适合在现有百万级存量车型上快速推广;轴向磁通是"远期颠覆性的架构升级",在乘用车领域可能2028年后才会在高性能车型和分布式驱动上大规模出现。


华为电动总裁王超已透露正在研发轴向磁通电机。宁德时代推出全球首个面向乘用车量产的扁线分布绕轴向磁通电驱系统(AMDS),功率密度突破4.5kW/kg,已进入量产阶段(据ZAKER新闻,2026年7月29日)。可以预见,当头部企业同时布局VFM和轴向磁通两条路线时,它们是在用VFM赚今天的钱、用轴向磁通押明天的局。


07

海外格局:

各有所长,但量产规模差距明显


全球视角下,轴向磁通电机赛道呈现"中德领先、其余跟随"的格局。


▪  YASA/奔驰:如前所述,Marienfelde已启动大规模量产,但YASA英国Yarnton工厂年产能仅2.5万台,长期为小批量定制、高端超跑配套(据雪球行业分析,2026年7月29日)。奔驰的真正野心是把Marienfelde打造成全球能力中心,产能爬坡需要时间。


▪  EMRAX(斯洛文尼亚):全球最早将轴向磁通电机用于电动飞机的企业。EMRAX 228持续功率62kW、峰值109kW、重量仅12kg;EMRAX 268持续功率107kW、峰值200kW、重量20kg。峰值效率92%-98%,电压覆盖160V-800V。已批量应用于电动滑翔机和无人机(据EMRAX官方产品参数)。


▪  H3X Technologies(美国):2020年成立于明尼阿波利斯,专注航空电驱。旗舰HPDM-500最大功率500kW、重量50kg,将电机+逆变器+减速器集成为单一单元。2025年拿下12家世界级客户含3家国防巨头,完成NASA合同和首次飞行验证。团队57人,来自Tesla和SpaceX(据H3X官网2025年度回顾)。


值得注意的是,H3X的核心产品是径向磁通电机而非轴向磁通。其HPDM-180D功率密度达13.8kW/kg(连续),是公开数据中功率密度最高的航空电机之一——但用的是径向磁通+集成逆变器的方案。这说明在航空领域,技术路线选择完全取决于具体工况(高转速、高可靠性),而不是"哪种结构更先进"。


▪  Magnax(比利时):专注无轭轴向磁通电机,已被鸿海/广宇科技以3220万欧元收购过半股权,面向机器人关节和工业自动化。


  Beyond Motors(斯洛文尼亚):独特的可堆叠设计,最多3台串联,同一直径内实现2-3倍功率。最大功率430kW,持续扭矩1000N·m。


整体来看,海外企业在航空和超跑领域有先发优势,但在量产规模上与盘毂动力差距明显。盘毂的30万台年产能,是全球其他所有厂商产能之和的数倍。


8

规模之争:数字不会说谎

▲ 奔驰Berlin-Marienfelde工厂工人正在操作YASA轴向磁通电机产线。98道工序中35道为全球首创(来源:Mercedes-Benz)


把中美欧三方的量产数据放在一起看,差距一目了然:


▪  盘毂动力:年产能30万台,2026年预计交付超6万台,累计交付超6万台。全球唯一万台级全自动产线,5条线151道工序全程自动化。


▪  YASA/奔驰:Marienfelde刚启动量产,英国Yarnton工厂年产能仅2.5万台,长期为小批量定制。奔驰的产线是"大规模量产"的起步,产能爬坡至少需要2-3年。

小象电动:累计出货近7万台,2026年规划30万台产能(含常州基地)。


▪  璇玑动力:Hypertron-T01已量产,2026年预计交付数千台四足机器人。


▪  EMRAX、H3X、Magnax等海外企业:均为小批量定制,无万台级自动产线。


Market Growth Reports预测2026年全球轴向磁通电机市场约32亿美元,2035年达89.5亿美元(据Market Growth Reports,2026年8月)。QYResearch的统计口径更大:2025年全球约7.35亿美元,预计2032年将达295.4亿美元,CAGR 58%(据QYResearch,2025年)。不同机构口径差异大,但趋势完全一致——高速增长。中国市场2025年约62.38亿元,2026年预计77.85亿元(据博研咨询,2026年4月)。


当前轴向磁通电机成本仍比同功率径向电机高20-30%。但关节模组价格已从1万元降至4000-5000元,盘毂动力量产良品率超98%——成本曲线正在陡峭下探。


09

尾声:关注三个信号


轴向磁通不会"替代"径向磁通,就像径向磁通没有"替代"开关磁阻一样。它会成为电机工程师工具箱里的重要选项——在特定场景下,它就是最好的解法。而这个"特定场景"的范围,正在以每年30-50%的速度扩大。


未来24个月,小楚建议电机工程师重点关注三个信号:


第一,Tesla是否公开轴向磁通进展。 Tesla的驱动团队两年来对拓扑问题保持沉默,这"要么是没什么,要么是一切"。以Tesla的垂直整合能力,一旦确认路线,18个月内就能拿出量产方案。


第二,国内谁先跑通全自动化关节模组产线。 当前人工成本占关节模组成本的50%。谁先把它降到10%以下,谁就拥有成本定价权。小象电动的15万台自动化产线、璇玑动力的自研产线、指尖智擎的PCB定子量产——这些都是候选者。


第三,SMC材料的性能突破。 这是轴向磁通电机效率天花板的决定因素。博科新材、东睦股份等国内企业在追赶瑞典赫格纳斯和日本住友,但性能差距仍需时间缩小。


这场全球量产竞赛,才刚刚打响。


来源:RIO电驱动

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