今年早些时候，总部位于英国的YASA公司展示了一款令世界惊叹的轴向磁通电机，该电机重量仅13.1公斤（29磅），额定功率550千瓦（738马力），能量密度达到42千瓦/公斤。如今，该公司推出了这款电机的改进版本，重量更轻，仅为12.7公斤（28磅），却能够输出惊人的750千瓦（1018马力）峰值功率，功率密度达到59千瓦/公斤，无疑创造了能量密度的世界纪录。
什么是轴向磁通电机
轴向磁通电机是一种特殊的电机结构设计。根据维基百科的定义，在轴向磁通电机中，转子和定子之间的间隙以及两者之间的磁通方向与旋转轴平行对齐，而不是像更常见的径向磁通电机那样呈径向分布。
在轴向磁通几何结构中，扭矩随转子直径的三次方增加，而在径向磁通电机中，增长仅为二次方。对于给定体积，轴向磁通电机比径向磁通电机具有更大的磁性表面积和整体表面积（用于冷却）。
YASA电机的工作原理
三年前，梅赛德斯-奔驰收购了YASA公司。这款轴向磁通电机是蒂姆·伍尔默（Tim Woolmer）的创意，他在牛津大学攻读博士学位期间提出了这个想法。
伍尔默回忆道：”在牛津大学攻读博士学位的第五周，我突然意识到有一种更好的方法来制造电机，称为环形轴向磁通电机。我的洞察是，通过移除电机的定子轭并将其分成多个部分，我们可以减轻电机的重量，同时提高其扭矩、功率密度、效率和可制造性，这在当时新兴的电气化行业中具有潜在的变革意义。”
轴向磁通电机有什么优势？它比当今大多数电动汽车使用的径向磁通电机更轻、更薄，但扭矩输出却高达四倍。简单来说，它用更少的资源做更多的事情，效率也更高。唯一不占优势的领域是极限最高速度，但这对绝大多数驾驶者来说并不重要。
在其网站上，YASA解释说，轴向磁通电机的核心优势在于，旋转的转子具有更大的直径，因为它沿着定子旋转而不是在定子内部旋转。扭矩等于力乘以半径。在轴向磁通设计中，半径大于传统径向电机，这意味着在相同的永磁体和铜绕组力下可以产生更大的扭矩。
YASA电机拓扑还移除了定子轭，这将定子铁质量减少了80%。这一创新提供了显著的功率密度优势，并比传统径向电机提高了5%至10%的续航里程。
YASA名称的由来
YASA轴向磁通电机采用专有的无轭分段电枢技术——这就是公司名称的由来（Yokeless And Segmented Armature的首字母缩写）。其电枢绕组由独立的部分组成，非常适合批量生产，只需最少的应用工程。虽然其峰值功率令人印象深刻，但该公司估计其连续功率将在350至400千瓦（469至536马力）的范围内。
YASA在其网站上表示：”这款电机在YASA位于牛津的高科技创新中心设计和开发，这一突破再次验证了公司轴向磁通技术的重大意义。至关重要的是，这不是理论模型或数字概念，而是一个正在进行严格开发计划的功能齐全的原型。它紧凑、可扩展，不使用任何特殊材料，通过精密工程、先进的热管理和优化的封装实现了卓越的性能。这一非凡的电机设计是在英国先进推进中心的支持下开发和实现的。”
不要忽视公告中”不使用特殊材料”这一部分。稀土矿物是当今的热门话题，因为美国和中国正在进行关税战。许多电动汽车制造商依赖稀土材料，但中国控制着全球约95%的稀土供应链。现在中国威胁要大幅减少中国境外的稀土矿物供应。
YASA新技术负责人西蒙·奥德林（Simon Odling）评论道：”早期结果非常令人鼓舞。电机在测功机上的性能甚至超过了我们最乐观的模拟。除了令人难以置信的峰值功率和整体功率密度外，我们估计这款新电机将能够提供350至400千瓦的重要连续功率。这是真实的硬件，在现实生活中提供真实的数据，而且表现非常出色。”
YASA首席执行官约尔格·米斯卡（Joerg Miska）补充道：”这一纪录展示了YASA的独特之处。凭借是当今领先径向磁通电机性能密度的三倍，YASA继续重新定义电机设计的可能性界限，将纯粹的创新转化为切实的工程进展。我们的技术今天正在提供可衡量的结果，同时为新一代轻量化、高效的电力推进系统铺平道路。”
奔驰Concept AMG GT XX概念车
今年早些时候，梅赛德斯推出了Concept AMG GT XX概念车，这是一款四座运动轿车，为未来汽车设计树立了大胆的新标准。它是梅赛德斯首款由YASA轴向磁通电机驱动的概念车，后部配备两个电机，前部配备一个电机。
在新闻声明中，梅赛德斯表示：”轴向磁通电机具有许多优势——它们比传统电动机更紧凑、更轻，最重要的是更强大。轴向磁通电机的功率密度约为传统电动机的三倍。同时，这些创新电机的重量约轻三分之二，尺寸仅为传统电机的三分之一。”
两个后置电机宽度仅为3.1英寸，而前置电机稍宽，为3.5英寸。该公司表示：”这种紧凑的电机设计为动力总成封装提供了更大的灵活性。”这是一个重要的要点。汽车工程师们刚刚开始探索电池电动动力总成如何开启传统汽车所需的发动机、变速箱和差速器阵列根本无法实现的新设计可能性。
立即可用
YASA迅速指出，这款新电机不是某种”永远不会在实验室之外见到”的实验性产品，而是”专注工程创新所能取得成就的证明。这不是屏幕上的概念，它现在就在测功机上运行。我们制造了一台功率密度远超以往任何产品的电机，而且全部使用可扩展的材料和工艺。这款电机将为高性能汽车领域带来改变游戏规则的技术。”
“高性能”是否意味着它只会用于高价车辆？很可能，至少在最初是这样。YASA电机正在被法拉利和其他一些异国情调汽车制造商使用。但随着产量的增加，价格会降低。我们可能不会很快在电池驱动的本田思域中看到轴向磁通电机，但最终会实现。就像太阳能电池板的价格在过去十年中大幅下降一样，这些电机的成本也会随着规模化生产而迅速下降。
