【Отраслевое исследование】Одна статья — всё о двигателе с осевым магнитным потоком

Введение к статье: эта технология, задуманная Фарадеем ещё в 1821 году, оставалась забытой почти два века. В июне 2026 года Китай и Европа практически одновременно дали старт массовому производству — началась борьба за… Низкоуровневая топология электродвигателя Революция официально стартовала. В данной статье мы рассмотрим… 8 измерений Разбор: почему «сложность всегда заключается не в физике, а в производстве», на чём основана концепция «заменить диаметр на крутящий момент», кто выступает главным игроком на девяти ключевых рыночных направлениях, как стоимость, начавшаяся с «втрое выше», удалось снизить до «всего на 15%», а также — самое главное — основные инвестиционные тренды и границы рисков. Кто первым овладеет рычагами влияния на следующее поколение электрических трансмиссий, тот и возьмёт в свои руки будущее энергетическое развитие.

01｜2026 год: прорыв в серийном производстве — «резонанс двух линий»

1.1 Технологическая линия, «забытая» на два века

Машина с осевым магнитным потоком (Axial Flux Motor, AFM) не является новым изобретением — ещё в 1821 году Фарадей в рамках своих фундаментальных экспериментов по электромагнетизму сконструировал прототип дискового двигателя, в котором магнитный поток распространялся вдоль оси. Однако на протяжении почти двухсот лет эта технология оставалась лишь в лабораториях и в крайне узких сферах, таких как авиация и космонавтика, где «средства не имеют значения», так и не преодолев последний этап — от лаборатории до промышленной производственной линии.

Причина застоя заключается не в отсутствии принципиальной обоснованности, а в тройном гнёте инженерной реализации: Во‑первых, при высоких температурах магнитные стали легко теряют магнитные свойства. Традиционные неодимовые магниты не способны удовлетворить требованиям дисковых электродвигателей в условиях тонкостенных конструкций и высоких скоростей вращения; Во‑вторых, плоский воздушный зазор предъявляет к точности изготовления требования, значительно превышающие соответствующие требования для радиальных электродвигателей. , даже незначительные отклонения приводят к нарушению магнитного поля; В‑третьих, отсутствуют специализированные серийные производственные установки. Долгосрочная зависимость от ручной намотки и сборки приводит к тому, что уровень выхода годных изделий и их стабильность не позволяют обеспечить массовую поставку в автомобильной отрасли.

1.2 Прорыв Китая: Panhub Power × Институт материалов Нинбо Академии наук Китая

5 июня 2026 года компания Shanghai Panggu Power представила в Ланьси, провинция Чжэцзян, серию высокопроизводительных осевых магнитных двигателей, что ознаменовало для нашей страны выход на мировой рынок. Впервые достигнуто массовое производство Его прорыв в высшей степени сводится к трем вещам:

• Сторона материалов: С 2018 года совместно с Нинбоским институтом материалов Китайской академии наук был разработан высокотемпературный магнитный сплав PGH, не теряющий магнитных свойств при нагреве, что позволило окончательно преодолеть ключевую проблему — демагнитизацию.
• Консольное устройство: В условиях отсутствия готового серийного оборудования компания самостоятельно разработала и наладила производство целой технологической линии; инвестиции в одну линию составили около 50–60 млн юаней, включая 152 технологических операции, а выход годных изделий превышает 98%.
• Производственные мощности и поставки: Создана первая в мире линия массового производства; на базе в Цзиньхуа функционируют пять производственных линий с годовой мощностью 300 тысяч комплектов, а портфель заказов уже заполнен до первого квартала 2027 года.

Его показатели производительности особенно впечатляют: Эффективная удельная мощность 25,73 кВт/кг , сверхнациональная плановая цель на 2040 год — 42,94%; максимальная частота вращения превышает 18 000 об/мин; общее количество поданных заявок на патенты по осевому магнитному потоку достигло 1 708, что ставит компанию в число мировых лидеров. По данным Центрального телевидения Китая, опубликованным в июле 2026 года, на её производственных линиях отмечается троекратный рост заказов и удвоение выручки; продукция охватывает девять ключевых направлений и более ста конечных сценариев применения, а экспорт осуществляется в свыше тридцати стран.

1.3 Прорыв в Европе: массовое серийное производство Mercedes‑Benz × YASA

Почти одновременно (9 июня) компания Mercedes‑Benz запустила производство осевых электродвигателей на своём вековом заводе по выпуску двигателей в Берлине. Массовое серийное производство Этот электродвигатель разработан британской оксфордской спин‑офф‑компанией YASA, приобретённой Mercedes‑Benz в 2021 году, и первоначально будет устанавливаться на полностью электрическую высокопроизводительную платформу AMG.EA: Четырёхдверный купе‑кабриолет AMG GT оснащён трёхмоторной компоновкой «один спереди — два сзади», разгоняется с нуля до 100 км/ч за 2,1 секунды и развивает максимальную скорость 300 км/ч. , толщина переднего электродвигателя составляет менее 9 сантиметров.

В плане производственных технологий компания Mercedes‑Benz применяет комбинированную автоматизацию, лазерную обработку и AI‑визуальную контрольную систему, успешно решив три ключевые задачи — изготовление плоской обмотки, лазерную сварку и высокую точность сборки; допуски при сборке статора и роторного диска удерживаются на уровне… В пределах 0,1 миллиметра (примерно толщина человеческого волоса) Основатель YASA указал на суть: «Прорыв — не в физике, а в производстве.»

Квалификация новости: Это не маркетинговый инцидент одного единственного производителя, а… Китайский путь (материалы + собственные производственные линии) и европейский путь (точная технология + AI‑контроль качества) Резонанс в рамках одного и того же окна. Это означает, что осевой магнитный потоковый двигатель официально перешёл из стадии «ввода в разработку» на стадию «массового производства и масштабного выпуска».

02｜Технический принцип: почему одна «геометрическая разница» способна переписать характеристики производительности?

2.1 Радиальное vs осевое: единственное существенное различие — направление магнитного потока

Как в осевом, так и в радиальном направлении электродвигатель подчиняется закону электромагнитной индукции Фарадея и закону силы Ампера. Оба эти закона… Единственное существенное различие Всё сводится к направлению магнитного потока (линий магнитной индукции): в радиальном двигателе магнитный поток направлен по радиусу, перпендикулярно оси вращения; в осевом двигателе магнитный поток ориентирован вдоль оси двигателя и проходит параллельно через дисковый воздушный зазор. Именно это геометрическое различие обусловливает все последующие отличия в эксплуатационных характеристиках и технологическом исполнении.

2.2 Четыре основные топологические структуры и принцип «заменяя диаметр на крутящий момент»

В зависимости от числа и расположения статора и ротора осевой магнитный поток подразделяется на четыре базовые топологии: с одним статором и одним ротором, с одним статором и двумя рRotorами, с двумя статорами и одним ротором, а также многодисковую. При этом в автомобильных электроприводах преимущественно применяются… Двойной статор — одиночный ротор (DSR) и одиночный статор — двойной ротор (DRS) , чтобы устранить разрушающее осевое магнитное тяговое усилие дисковой конструкции, составляющее около 9000 Н (примерно 0,9 тонны).

▲ «Сэндвич‑структура» — верхний роторный диск, средний статорный диск и нижний роторный диск; магнитный поток проходит через воздушный зазор вдоль оси (обозначено синими стрелками на рисунке) — в этом и заключается секрет его «плоскости и мощности».

Корень мощи осевого магнитного потока — в одном простом физическом законе: Крутящий момент приближённо пропорционален кубу диаметра ротора (D³) При не увеличивая осевую длину, достаточно лишь увеличить диаметр роторного диска, чтобы получить крутящий момент, значительно превосходящий таковой у радиальных двигателей; при этом крутящий момент распределяется по более длинному плечу силы, что естественным образом повышает его удельную плотность. В этом и заключается электромагнитный секрет его «плоского, но мощного» характера.

Кроме того, осевой магнитный поток принципиально устраняет длинный магнитопровод радиальных машин, что существенно снижает потери в железе; в сочетании с плоской конструкцией и концентрированной обмоткой одновременно уменьшаются и потери меди, обеспечивая высокую эффективность в широком диапазоне нагрузок — площадь области высокой эффективности достигает свыше 90%, что особенно важно для электромобилей в городских условиях, летательных аппаратов с режимами зависания–крейсерского полёта и роботов с частыми пусками и остановками.

Почему «массовое производство» остаётся сложной задачей уже 200 лет? Задача упирается в четыре технологические преграды: размагничивание материала, точность плоского воздушного зазора (допуск менее 0,1 мм), осевое магнитное тяговое усилие (9 000 Н) и отсутствие специализированного оборудования. Теплоотвод — ещё одно скрытое ограничение: при схеме с двумя роторами средний статор расположен внутри, что приводит к крайне высокой локальной плотности теплового потока; решение требует использования высокоэффективных термопроводящих герметиков, а также принудительной воздушной или жидкостной системы охлаждения.

03｜Девять ключевых сценариев применения: кого «переопределили», а кого подвергли «энергосберегающей модернизации»?

Пределы применимости осевого магнитного потока закреплены одной простой правилом: Во всех случаях, когда имеются жёсткие ограничения на осевое монтажное пространство и одновременно предъявляются высокие требования к плотности крутящего момента или соотношению мощности к массе, осевой поток часто оказывается более предпочтительным вариантом. Платформа уже охватывает 9 основных секторов и свыше 100 сценариев. По степени «интенсивности воздействия» её можно разделить на три уровня:

Трёхуровневая ступенчатая структура «девяти основных направлений» осевого магнитного потока

Первый эшелон (переопределённый): Человекоподобные роботы, eVTOL, тяжёлые грузовики и карьерные самосвалы

Вторая эшелонная группа (структурная переработка): Автобус, легковой автомобиль, судно, мотоцикл

Третья группа (энергосберегающая модернизация): Промышленные вентиляторы/насосы, ветроэнергетика

3.1 Человекоподобные роботы: «золотая дорожка» с наибольшим потенциалом роста

Человекоподобный робот — это осевой магнитный поток Максимальная эластичность прироста и наивысшая степень определённости проникновения В соответствующем сегменте роботизированные узлы должны обладать «высокой плотностью крутящего момента, высокой динамикой отклика, компактными габаритами и стойкостью к частым реверсивным вращениям»; пиковое значение удельного крутящего момента при осевом магнитном потоке достигает свыше 30 Н·м/кг — примерно вдвое выше, чем у бескорпусных моментных двигателей, что при том же крутящем моменте позволяет снизить массу на половину.

• Расположение суставов: Для крупных нагрузко‑нагруженных суставов нижних конечностей — бедра, колена и др. — применяется осевой магнитный поток; верхние конечности чаще комплектуются бескаркасными моментными двигателями; для кисти и манипуляторов‑«ловких рук» подходит конструкция статора на основе безсердечниковой печатной платы.
• Количество стоимости: Для одного робота полного размера требуется 28–32 сервомотора, а при переходе на полностью осевую компоновку стоимость одного двигателя возрастает примерно на 35%.
• Рыночное пространство: Только массовое производство человекоподобных роботов по всему миру к 2030 году позволит сформировать… 4–16 миллиардов юаней Дополнительный рынок электродвигателей.

3.2 Летательные аппараты малой высоты eVTOL: насущная потребность в лёгкости конструкции, о которой не стоит забывать

eVTOL предъявляет чрезвычайно жёсткие требования к соотношению мощности и массы. Плотность мощности осевого магнитного потока может превышать 8 кВт/кг, что при одинаковой взлётной массе обеспечивает более высокую тягу либо позволяет существенно снизить массу силовой установки, что непосредственно переводится в увеличение полезной нагрузки или дальности полёта. Исторический ориентир: в 2021 году электрический самолёт «Spirit of Innovation» установил рекорд чисто электрической крейсерской скорости — 345,4 мили в час, оснащённый осевым магнитным двигателем мощностью 400 кВт.

3.3 Тяжёлые грузовики и карьерные самосвалы: самый перспективный сегмент коммерческого транспорта

Как сообщается в материалах Центрального телевидения Китая, тяжёлый грузовой автомобиль, оснащённый двигателем с продольным магнитным потоком, может снизить собственную массу примерно на 200 кг, а расход электроэнергии — на 5–10%. В первой половине 2026 года объём продаж новых энергетических тяжёлых грузовиков в стране составил 126,2 тыс. единиц, что на 85% больше по сравнению с аналогичным периодом прошлого года; при этом в июне рост в годовом выражении достиг 107%. Снижение массы двигателя на 200 кг эквивалентно уменьшению ёмкости аккумулятора на 15–20 кВт·ч, что позволяет сэкономить 18–24 тыс. юаней и без труда покрыть дополнительную стоимость двигателя.

3.4 Остальные шесть ключевых сценариев — краткий обзор в одном изображении

Промышленное значение: Чем ближе к двойному высокому квадранту «пространственное ограничение × плотность мощности», тем сильнее становится незаменимость осевого магнитного потока. Развитие индустрии человекоподобных роботов станет толчком для распространения осевого магнитного потока. Первый движущий фактор масштабного снижения издержек — Массовый спрос на редукторные двигатели позволяет распределить постоянные издержки специализированной производственной линии, формируя положительный цикл «спрос → снижение издержек → расширение спроса».

04｜Экономика затрат: от «в 3 раза дороже» до «всего на 15% дороже»

Ключ к пониманию точки перелома в экономической эффективности осевого магнитного потока заключается в детализации BOM (списка материалов). Самое противоречивое открытие заключается в том, что «дороговизна» осевого магнитного потока обусловлена сложностью технологического процесса и высокими марками применяемых материалов, а не их массовым расходом. — Напротив, благодаря конструктивной экономии материалов расходы на кремнистую сталь и медь сокращены почти вдвое.

4.1 Структура затрат на BOM всего оборудования

Магнитные стали являются «сердцем» и одновременно «ахиллесовой пятой» осевого магнитного потока: они должны выдерживать высокие температуры 180–200 °C, поэтому необходимо изготавливать на заказ марки с высокой коэрцитивной силой класса H/SH, с добавлением тяжёлых редкоземельных элементов — диспрозия (Dy), тербия (Tb) и других; при этом доля тяжёлых редкоземельных элементов нередко составляет значительную часть общей разницы в стоимости. 60%-80% Это и есть ключевая проблема затрат.

4.2 Резкий нисходящий тренд снижения затрат

• Ранние небольшие партии: Стоимость в 2–3 раза выше, чем у традиционных электродвигателей; его могут позволить себе лишь такие сценарии, где стоимость не имеет значения, как, например, ракеты и истребители.
• Лаборатория → тысяча устройств: Стоимость снизилась примерно на 40%.
• Серийное производство в масштабе тысяч — десятков тысяч единиц: Стоимость снизится ещё примерно на 65%.
• Текущий уровень: Себестоимость одного киловатта составляет примерно 110–130 юаней, что всего на около 15% выше, чем у традиционных электродвигателей (90–110 юаней/кВт).
• Перспективный прогноз: Общепринятый прогноз отрасли Примерно к 2027 году прямые производственные затраты сравняются с затратами на традиционные электродвигатели. 。

Ещё более важным является общий счёт за весь жизненный цикл: В автомобильной сфере применение электродвигателей с осевым магнитным потоком мощностью 400 кВт позволяет снизить массу на 200 кг, что эквивалентно экономии затрат на аккумуляторы в размере 18–24 тыс. юаней; в промышленных приложениях экономия электроэнергии окупает дополнительные расходы за 1,5–3 года; в робототехнике и eVTOL‑технике благодаря чрезвычайно низкой массе срок окупаемости составляет всего 1–2 года. По совокупным расчётам, Совокупная стоимость за весь жизненный цикл на 15–35% ниже, чем у традиционных электродвигателей. 。

05｜Отраслевые потрясения и ключевые инвестиционные тренды: кто такой «продавец лопат»?

5.1 О радиальном магнитном потоке: замена, а не разрушение

Более 95% действующих в мире электродвигателей по‑прежнему имеют радиальную конструкцию; их производственная цепочка хорошо отлажена, а себестоимость крайне низка. Поэтому кратковременный импульс осевого магнитного потока является… «Высококлассная замена + постепенное вытеснение на конкретных сценариях» а не полное переосмысление: в таких сегментах, как автомобили премиум‑класса с высокими эксплуатационными характеристиками, колёсные электродвигатели, роботизированные манипуляторы, eVTOL‑аппараты и главные приводы для тяжёлых грузовиков, наблюдаются структурные преимущества; тогда как в сегментах экономичных бытовых электромобилей и общепромышленного применения радиальные двигатели по‑прежнему обладают подавляющим преимуществом по стоимости.

5.2 Валовая рентабельность и уровень проникновения по всей цепочке создания стоимости

34% — средняя валовая рентабельность по всей цепочке создания стоимости
(Высококлассная индивидуальная настройка — 45%) Уровень проникновения: с 2,3% до 18%
(Прогноз на 2025–2032 годы) ~29% среднегодовой темп роста глобального рынка
(2024 год: 2,4 → 2030 год: 1,12 млрд долларов США)

5.3 Основная инвестиционная линия: «Три уровня — верхний, средний и нижний сектора — плюс скрытая линия оборудования»

06｜Конкурентная картина: два ключевых центра — Китай и Европа: кто возглавит следующее поколение электрических трансмиссий?

Открытие промышленного окна для осевого магнитного потока запустило глобальную борьбу за позиции. Текущая конфигурация характеризуется « Двухъядерная модель Китая и Европы + дифференциация на американском рынке + интеграция капитала Ситуация. Патенты — это самая глубокая «капканная яма» в секторе осевого магнитного потока: по состоянию на 2026 год число активных патентных семей, связанных с осевым магнитным потоком в области PHEV, превышает 1 200; три крупнейших игрока владеют примерно 60% этих патентов.

6.1 Глобальная карта ключевых игроков

6.2 Сравнение китайско‑европейского пути и возможности Китая

На уровне капитала наблюдаются яркие сигналы: компания Mercedes-Benz приобрела YASA, Foxconn приобрела контрольный пакет акций Magnax (35,5 млн евро, доля 52%), Hon Hai заключила партнёрство с TECO и намерена приобрести долю в подразделении мобильных транспортных решений компании Mitsubishi Electric. «Электродвигатели» постепенно превращаются в ключевой стратегический узел трёх перспективных отраслей — серийных электромобилей, робототехники и цифрового здравоохранения. Для Китая, благодаря опережающему выходу на массовое производство, независимости в области материалов и широкому спектру применений, есть все основания перейти от преследования к лидерству в следующем поколении электроприводов; однако необходимо укрепить базовую патентную защиту и развить высококлассные бренды.

07｜Трезвое осознание: где проходит граница риска?

Несмотря на достижение прорыва в серийном производстве к 2026 году, осевой магнитный поток по‑прежнему сталкивается с рядом ограничений. Объективное осознание этих пределов является необходимым условием для оценки темпов его индустриализации.

• Стоимость по‑прежнему выше, чем у радиального: В настоящее время удельная стоимость на киловатт остаётся примерно на 15% выше; при расчёте «снижение издержек при массовом производстве» следует осторожно относиться к линейной экстраполяции, а достижение паритета по цене в 2027 году — это скорее перспективный прогноз.
• Тепловой контроль — «ахиллесова пята»: Площадь теплоотвода в плоской конструкции ограничена; жидкостное охлаждение требует совместной разработки с производителем всего устройства, и на стадии серийного производства оно пока не получило широкого распространения.
• Высокая скорость и вибрация: При 18 000 об/мин необходимо решить задачу обеспечения прочности конструкции ротора и его устойчивости к действию центробежных сил; подавление пульсаций крутящего момента зависит от алгоритмов и топологической оптимизации.
• Отсутствие данных по надёжности и сроку службы: Без десятилетий отлаженной работы отрасли и недостатка долгосрочных данных, особенно в сегментах автомобилей и человекоподобных роботов.
• Зависимость от редкоземельных элементов: Магнитные стали составляют 35–40% по стоимости в структуре BOM и требуют марок с высоким содержанием редкоземельных элементов, что делает их крайне чувствительными к поставкам диспрозия и тербия; если технологии без использования редкоземельных элементов окажутся зрелыми, это окажет давление на существующие цепочки поставок.
• Технологический и кадровый порог: Порошковая металлургия и литьё под давлением, лазерная сварка плоских проводов и AI‑контроль качества — всё это совершенно новые технологии; заводы‑изготовители пока не обладают достаточным опытом, поэтому наращивание производственной мощности будет происходить постепенно.

Ключевая граница восприятия: Осевой магнитный поток — это Взаимодополняемость, а не замещение Радиальный магнитный поток обладает зрелой отраслевой цепочкой и крайне низкой стоимостью, поэтому по‑прежнему будет доминировать в массовых сегментах. В долгосрочной перспективе между этими двумя типами сохранится параллельная структура разделения труда: «аксиальный — в высококлассных и ограниченных по пространству сегментах; радиальный — в массовых сегментах». Рассматривать осевой магнитный поток как «высокую степень определённости проникновения плюс постепенное наращивание объёма», а не как «переворот за одну ночь». , — это первое правило инвестиционной дисциплины.

08｜Перспективы будущего: от «забытого на двести лет» до «движущего сердца»

8.1 Трёхэтапный путь проникновения

8.2 Направления технической эволюции

Несколько ключевых аспектов будущего развития технологий заслуживают внимания: Безредксовый осевой магнитный поток (В Turntide и Torev стальной и медный обмоточный ротор заменяют постоянными магнитами, что в долгосрочной перспективе может изменить логику соотношения затрат); Распространение массивов Хальбаха (одностороннее магнитное сосредоточение, более низкая пульсация крутящего момента); Безсердечниковая конструкция статора печатной платы (снижение веса на 50%, подходит для ловких рук); а также Кросс‑потоковая композитная топология и интегрированное жидкостное охлаждение (Разблокируйте более высокую непрерывную мощность, включите режимы тяжёлой нагрузки и авиационного применения.)

8.3 Тройные особые возможности китайского рынка

Китай обладает тройным преимуществом: Самостоятельный выбор материалов (магнитные стали PGH, высокосортный неодимовый магнит отечественного производства) Первый серийный выпуск (Первая в мире производственная линия мощностью 300 тысяч комплектов) Богатый сюжет (В полной мере сформирована цепочка создания стоимости — от тяжёлых грузовиков и городских автобусов до мотоциклов, роботов и eVTOL‑техники). Такие компании, как Huawei, Xiaomi, BYD и Seres, уже активно наращивают свои позиции; экосистема отрасли постепенно переходит от «точечных прорывов» к «системному формированию».

Написано в последнем предложении — итог: Машины с осевым магнитным потоком превращаются из «забытого на двести лет» технического раритета в «двигательное сердце», способное переосмыслить сферы новых энергетических транспортных средств, робототехники, низкоэтажной экономики и промышленной энергосбережения. Он не устраняет радиальное магнитное поле, но в условиях высоких частот и ограниченного пространства переписывает физический смысл понятия «мощность». Кто первым сумеет превратить принципы «лёгче, компактнее, мощнее» в масштабные и стоимостные преимущества, тот и получит ключ к формированию стандартов следующего поколения электроприводов. Эта промышленная революция, запущенная благодаря прорывным технологиям, только начинается.

Источники данных: перекрёстная проверка материалов Центрального телевидения Китая, газеты «Наука и технологии», аналитических отчётов брокерских компаний и отраслевых сводок (составлено по состоянию на сентябрь 2026 года).

Данная статья взята из сети; в случае нарушения прав пожалуйста свяжитесь с нами для удаления.