目前市場(chǎng)上大多數(shù)的量產(chǎn)新能源汽車(chē)都采用的是徑向磁場(chǎng)電機(jī)，如下圖所示。
我們知道，根據(jù)定轉(zhuǎn)子之間形成磁場(chǎng)的方向，電機(jī)可分為徑向磁場(chǎng)電機(jī)和軸向磁場(chǎng)電機(jī)電機(jī)。軸向磁場(chǎng)電機(jī)又被成為盤(pán)式電機(jī)，1821年，法拉第發(fā)明的*一臺(tái)電機(jī)就是軸向磁場(chǎng)電機(jī)。然而，軸向磁場(chǎng)電機(jī)的發(fā)展幾經(jīng)波折，在發(fā)展初期，因其自身固有缺陷，比如軸向磁吸力、制造困難等問(wèn)題，逐漸被徑向磁場(chǎng)電機(jī)取代。然而，在人們發(fā)現(xiàn)徑向磁場(chǎng)電機(jī)同樣也存在諸多難以克服的技術(shù)問(wèn)題時(shí)，盤(pán)式電機(jī)再一次受到技術(shù)人員的關(guān)注，并在上世紀(jì)80年代達(dá)到了一個(gè)階段性的研發(fā)高潮期，同時(shí)利用雙氣隙結(jié)構(gòu)等手段解決了軸向受力問(wèn)題，并發(fā)展出了印刷電路線圈結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)盤(pán)式電機(jī)的薄型化和高功率密度，以及halbach磁路結(jié)構(gòu)等技術(shù)。
軸向磁場(chǎng)電機(jī)又稱(chēng)盤(pán)式電機(jī)、碟式電機(jī)，其與普通電機(jī)大的區(qū)別在于，轉(zhuǎn)子是一個(gè)粘有永磁體的圓盤(pán)結(jié)構(gòu)，故全稱(chēng)叫做永磁盤(pán)式電機(jī)。盤(pán)式電機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)*的盤(pán)式線圈結(jié)構(gòu)大大地減小了電機(jī)的體積和重量。其采用的是一種非常新穎的交錯(cuò)安裝的分段線圈陣列結(jié)構(gòu)，通過(guò)分段電磁排列技術(shù)，交錯(cuò)地排列單個(gè)線圈，并組成薄圓盤(pán)狀的線圈陣列。相應(yīng)的，其磁鐵也采用扁平環(huán)形并且軸向間隔的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠?qū)⒕€圈及磁鐵的厚度都降到了低，使得其能夠獲得大的磁通量，并且能夠顯著地提高線圈和磁鐵間的電動(dòng)交互作用。此外，盤(pán)式線圈陣列結(jié)構(gòu)能夠使陣列中的工作導(dǎo)體長(zhǎng)度到達(dá)長(zhǎng)，進(jìn)而，電機(jī)產(chǎn)生的電壓也相應(yīng)地達(dá)到大。緊密排列的線圈還大大增加了線圈的面積，同時(shí)也大大地改善了發(fā)電機(jī)的功率轉(zhuǎn)換。(2)盤(pán)式電機(jī)的效率比普通電機(jī)要高很多，其大馬達(dá)功率甚至可以達(dá)到98%，幾乎算得上是無(wú)損耗電機(jī)。而由于部件較少且較為簡(jiǎn)單，使得盤(pán)式電機(jī)的設(shè)計(jì)也有了更多的選擇，不管是一片或者多片設(shè)計(jì)都能夠滿(mǎn)足，形式的多樣化使得盤(pán)式電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合也更為廣闊。(3)除了效率高和體積小外，盤(pán)式電機(jī)的*結(jié)構(gòu)使得其還具有很多普通電機(jī)*的優(yōu)點(diǎn)。比如線圈和定子間的間隙小，其相互感應(yīng)也效應(yīng)很小。無(wú)刷的結(jié)構(gòu)使得盤(pán)式電機(jī)的應(yīng)用更為靈活，包括要求電機(jī)大孔徑穿孔的情況都能使用。雙軸空氣間隙結(jié)構(gòu)能夠使盤(pán)式電機(jī)產(chǎn)生自然的泵吸作用，可謂是盤(pán)式電機(jī)自帶的“內(nèi)置冷卻裝置”。
既然如此，軸向磁場(chǎng)電機(jī)為何被大部分車(chē)企所拋棄呢。那么我就來(lái)看看電動(dòng)汽車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的需求。作為電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)當(dāng)具有高電壓、小質(zhì)量、低噪聲、較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較大的調(diào)速范圍、良好的起動(dòng)性能和加速性能、高效率，低損耗、高可靠性等性能表現(xiàn)。同時(shí)，為了能夠應(yīng)用于量產(chǎn)汽車(chē)，還應(yīng)具備低制造成本、便于維護(hù)等。然而，軸向磁場(chǎng)電機(jī)由于其定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其一個(gè)顯著的不足在于裝配工藝難度大，難以保證批量生產(chǎn)的產(chǎn)品一致性，同時(shí)由于采用大量的永磁材料，也導(dǎo)致其成本高昂。
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