轴向磁通电机专家会

（来源：老司机驾新车）

轴向磁通电机专家会

一、轴向磁通电机：特性凸显，应用待拓展

高扭矩优势赋能下肢关节应用:轴向磁通电机在单位重量下可输出更大力矩，峰值扭矩密度能达30多牛米每公斤，相比德国q的无钢力矩电机有翻倍体现，可在相同力矩下减轻一半重量。主要应用于下肢关节，因下肢需大力矩控制、小速比实现力控以保证机器人动态响应，且要承载本体及搬运物重量；上肢多为大速比状态，多配无框力矩小电机。

散热难题待解，多途径探索良方:轴向磁通电机散热困难，因尺寸和重量限制，散热表面积不足以支撑长时间使用，尤其是双转子方案中间定子扁平化，与外界接触表面积小。解决方式包括使用更高导热介质的灌封胶，如导入系数能做到2-3的灌封胶；采用强制风冷或辅助风冷方式；使用液冷模块，但液冷模块需另外设计，且要与整机厂商共同开发。

成本现状与未来降本可期:目前轴向磁通电机成本较高，主要原因是未解决大批量生产制造设备，中间环节需人工组装和焊接，人工成本与BOM成本相近。随着量产能力提升和新设备开发，未来成本有望降低，理论成本应比无框力矩电机更低，因材料可轻量化。目前该电机成本已接近机器人关节的无框锯电机成本。

寿命可靠性待考，深度绑定优化:轴向磁通电机因未经过长时间测试周期，其寿命和可靠性目前难以评估，缺乏相关数据支撑。解决办法是与下游深度绑定，根据实际使用状况进行测试，再根据反馈进行优化。

二、成本结构剖析：材料主导成本走向

成本占比：磁钢领衔各材料:轴向磁通电机成本中，磁钢部分占比最高，达35%-40%；铜线（线圈）占比约30%；铁芯部分占比10%，其余为辅料，如轴承、外壳等。

软磁合金应用：工艺待突破:轴向磁通电机因3D磁场无法用硅钢片实现大批量量产，采用粉末冶金一体化压铸方式，使用粉末冶金软磁材料。国内在该工艺上尚在开发阶段，未达良好效果。目前研发阶段多采用瑞典赫格拉斯的材料，电机定型批量后希望国内博科金材、东木、科达等企业进行粉料匹配性开发。

软磁合金难点：绝缘与密度挑战:软磁合金材料制作难点在于粉末颗粒的绝缘层需非常薄，以保证密度，但涂覆包覆困难，且热处理过程中易烧掉绝缘层，导致损耗和发热增大。同时，要保证铁芯整体密度一致性，在高强度压合过程中不能破坏绝缘层，这些都需长时间验证。

材料价格占比：成本影响几何:软磁合金粉末材料价格约为0.2硅钢片的两倍，但在电机端利用率达95%，无硅钢（更多实时纪要加微信：aileesir）片的损耗问题，在电机成本中占比约10%。目前机器人关节模组（含电机、减速器、驱动器）售价约5000元，轴向磁通电机也能达到此售价水平。

三、市场导入：预研测试为主，需求待释放

客户预研测试：汽车企业积极参与:目前轴向磁通电机客户大多处于预研和测试阶段，头部客户除语数智远等消费级人形机器人企业外，主要是汽车制造企业，如比亚迪、赛力斯、广汽、吉利、领跑等，他们在做人形机器人全尺寸预研项目。此外，还有上海的一些企业、芯片制造企业等也在涉足相关测试。

眺望对接：样机测试小范围推进:与杭州眺望有对接，目前处于样机测试阶段，对接方为三花，但测试规模较小。

市场需求趋势：机器狗初现端倪，人形待起步:目前市场需求加速情况不明显，机器狗领域有一定需求趋势，包括军用机器狗等。人形机器人市场目前仍处于起步阶段，头部企业有一定量，但整体仍在进行运控、AI智能等方面的工作。

四、下游应用与产业链：汽车预研，多方入局

汽车领域应用：预研为主，量产尚远:岚图推出轴向磁通电机作为主驱，长城有样机，比亚迪在测试车辆小电机。工程车辆、商用车主驱或轮毂、无人车轮毂电机等也有应用，但多处于预研项目，主驱尚未形成特别大的批量。汽车应用需经过长时间可靠性测试和论证，通过测试后可先应用于高端车，如跑车、越野车等，普及到乘用车需解决量产和成本问题。

产业链玩家：多方布局，各有侧重:商用车和工程车辆领域有盘古中豪、无锡尼坤尼坤动力等企业；机器人关节领域有星汉动力、南京夸克等企业；指尖之情在做灵巧手电机替代研发和测试。

五、技术搭配与企业情况：搭配有优，企业待发展

电机减速器搭配：行星组合优势凸显:轴向磁通电机与行星减速器搭配出货量最多，因其好设计、成本低。该电机也可与谐波减速器、摆线针减速器、行星滚珠丝杆配对。从性能上看，配行星减速器体现性能更好，因电机力矩大，配行星可小速比输出更大力矩。

企业研发出货：规模尚小，拓展新应用:公司约二三十人，研发人员10人以内，设备端与外部做设备的企业共同开发。目前机器人业务出货量不大，单家客户年销售额多为两三百万，公司正寻求工业自动化等其他行业应用提升销量。

行业壁垒时间成本：传统切入不易:传统电机企业切入轴向磁通电机市场存在壁垒，主要是性能优势难以发挥，且生产制造工艺与传统电机差别大，需重新开发定制设备，预计最少需要一两年时间成本。结构电子仿真做样机相对容易，但达到极致效果有较大提升空间。

关节模组零角手应用：设计量产待优化:客户需求多为电机、减速器、驱动或编码器组成的关节模组，做成一体化模组主要难点在于电机设计和量产能否达到性能需求。指尖之情用轴向磁通电机配摆线针减速器替代零角手的空心杯电机，抓取速度更快，但目前处于研发和测试阶段，且手指结构较粗大，存在一定劣势。

Q&A

Q1:人形机器人上轴向磁通电机主要应用在哪些关节，呈现出哪些产品特性和优势？

A1:轴向磁通电机主要应用在人形机器人的下肢关节。其产品特性和优势包括：在单位重量下能输出更大的力矩，峰值扭矩密度目前可做到30多牛米每公斤，相比德国q的无钢力矩电机（10几牛米每公斤），力矩密度翻倍；在相同力矩下，可减轻一半的重量；适用于下肢关节大力矩控制、小速比实现力控的情况，能保证机器人的动态响应，承载本体和搬运物品的重量。

Q2:轴向磁通电机在下肢应用中除高负载外，还存在哪些劣势，如成本、发热等问题，设备自动化开发的问题在哪，作为行业头部玩家，目前设备自动化情况及能做到的成本水平如何，从成本角度看，其未来是否为制约因素，理论成本能否比无框力矩更低？

A2:轴向磁通电机在下肢应用中的劣势主要有发热和成本两方面。发热方面，由于为实现更大的峰值力矩需输入更大电流，但电机外表尺寸和散热表面积不足以支撑长时间使用，导致发热较大，且双转子方案的中间定子扁平化，与外界接触表面积小，散热困难，需要更好的导热介质和方式。成本方面，目前电机未解决大批量生产制造设备问题，中间环节需人工组装、焊接等，自动化程度低，导致人工成本和BOM成本较高。设备自动化开发的问题在于，做自动化设备的厂家缺乏轴向磁通电机的生产经验，需与电机制造商共同开发，开发时间周期长、费用高。作为行业头部玩家，目前一些基本零部件已实现自动化，如绕线、定子粉末冶金压铸、转子部分等，但人工接线焊线、装配和调整信息等环节仍需人工，导致人工成本较高。目前轴向磁通电机成本已接近机器人关节的无框力矩电机，随着自动化程度提高，有更大降价空间。从成本角度看，未来不是制约因素，理论成本可低于无框力矩电机，因为其材料可轻量化。

Q3:除成本和散热问题，轴向磁通电机产品应用中还有哪些卡脖子点或劣势？

A3:除成本和散热问题外，轴向磁通电机产品应用中的卡脖子点和劣势主要是可靠性和寿命问题。由于该电机未经多年测试周期，目前主要应用于小批量市场或预研阶段，不像传统电机经过几十年磨合，因此其寿命难以评估，缺乏相关数据支撑。

Q4:解决轴向磁通电机散热问题，产品里导热介质的主要选择是什么，批产是否会用液冷模块实现散热，未来机器人散热若实现液冷化，主要设计点在哪？

A4:解决轴向磁通电机散热问题，导热介质的主要选择有以下几种：一是自然冷却，将定子内部用高导热系数的灌封胶（如导热系数能做到2点几或3）灌封，通过自然方式将热量导到外壳，外壳设置更多散热鳍以增加散热表面积；二是强制风冷或辅助风冷，利用涡扇（更多实时纪要加微信：aileesir）涡流风扇等辅助散热；三是液冷，将电机内部线圈部分包覆成腔体，灌入绝缘油（如液压油），循环散热，可成倍提升散热效果和功率，但液冷模块需另外设计，并与整机厂商共同开发。目前批产不太会使用液冷模块实现散热，未来机器人散热若实现液冷化，主要设计点在于整机配合，需在整机上设计散热管道、散热片等，同时要解决密封性问题，防止液体渗漏，以及考虑高强度运行或失控状况下的可靠性。

Q5:请拆分磁向轴承电机的内部结构和成本？

A5:磁向轴承电机的内部结构主要包括磁钢、铜线（线圈）、铁芯和辅料（如轴承、外壳等）。成本方面，磁钢成本占比最高，达35%-40%；铜线（线圈）占整机成本的30%；铁芯部分占10%；其余为辅料成本。

Q6:做电机电芯的软磁合金产业趋势有何变化，轴向磁通电机主要采购海外哪些家的产品，软磁合金在机器人上应用，国内与海外存在差距，下游应用迁移未实现国产化替代的难点在哪？

A6:做电机电芯的软磁合金产业趋势变化在于，传统电机用硅钢片即可，而轴向磁通电机因3D磁场无法用硅钢片实现大批量量产，需采用粉末冶金一体化压铸方式，使用粉末冶金软磁材料。轴向磁通电机在研发阶段主要采购瑞典赫格拉斯的产品以保证样机性能；电机定型批量生产后，希望中国的博科金材、东木、科达等企业进行粉料的匹配性开发。软磁合金在机器人上应用，国内与海外存在差距，下游应用迁移未实现国产化替代的难点在于：一是绝缘层涂覆包覆铁硅颗粒困难，且绝缘层需非常薄；二是热处理过程中可能烧掉绝缘层，导致损耗极大提升、发热增大；三是高强度压合时要保证铁芯密度一致性，且不能破坏绝缘层，这些都需长时间验证。

Q7:轴向磁通电机的报价水平如何，软质合金粉末在售价或成本中的占比是多少？

A7:轴向磁通电机目前售价与机器人关节模组价格相当，如机器人关节模组卖5000块钱，轴向磁通电机也能卖到这个价格。软质合金粉末在电机成本中占比约10%。

Q8:轴向磁通电机在人形机器人导入方面的进展如何，小米是否在测试，与眺望对接的客户有哪些，需求是否有明显加速的情况？

A8:轴向磁通电机在人形机器人导入方面，目前绝大多数客户处于预研和测试阶段。国内有二三十家企业参与，包括汽车制造企业（如比亚迪、赛力斯、广汽、吉利、领跑等）、专门做人形机器人的企业（如上海智源、青龙等）。小米等国内企业两三年前曾测试过该电机，但因材料端和量产端问题，认为其不具备量产可能性，未实现商业化闭环；随着今年价格下降，量产可能性增加。与眺望对接的客户是三花，目前处于样机测试阶段。目前机器狗有一些需求趋势，包括军用等方面，但人形机器人仍处于起步阶段，需求加速情况不明显。

Q9:轴向磁通电机除人形机器人外，下游应用的延展性有哪些方向，蓝图上市的车是否采用，该电机在车上去用，主驱辅驱的作用是什么，应用路径是怎样的，车上面哪些环节会优先用其替代镜像磁通电机？

A9:轴向磁通电机除人形机器人外，下游应用延展性方向包括：新能源车领域，如岚图将其作为主驱，长城有样机，比亚迪在测试车辆上的小电机；商用车、工程车辆的主驱或轮毂应用；无人车的轮毂电机有小批量应用。蓝图虽有新闻称采用轴向磁通电机作为主驱，但从预研时间看，一年时间从原理型样机到上车测试达到标准太快，预计目前不太可能。该电机在汽车上应用，主驱需经过长时间测试和验证，且乘用车对成本敏感，需解决量产问题；辅驱可应用于自动转向等系统。应用路径是先通过可靠性测试（如NVH等），可先应用于高端车，再解决量产问题后考虑应用于大批量乘用车。在汽车上，只要能使用的环节都希望用轴向磁通电机替代镜像磁通电机，因其具有轻、小的特点，可降低成本。

Q10:轴向磁通电机产业链里比较主流的玩家有哪些？

A10:轴向磁通电机产业链里比较主流的玩家包括：做轴向磁通电机的商用车和工程车辆企业，如盘古中豪、无锡尼坤动力（被雷利入股）；做机器人关节的企业，如星汉动力、南京夸克；做灵巧手的指尖之情。

Q11:轴向磁通电机与减速器或传动机构的搭配有什么讲究，是否有更适配的组合？

A11:轴向磁通电机目前出货量最多的搭配是加上行星减速器，因为行星减速器好设计，外发加工即可，且成本更低。该电机也可与谐波减速器、摆线针减速器、行星滚珠丝杆配对，但目前配得最多的是行星减速器。从性能上讲，各种搭配没有绝对的优劣之分。例如，作为整个关节模组，配上行星减速器后达到最终输出，可能会比其他搭配更轻。从成本和性能综合来看，这种电机本身力矩大，配行星减速器可以小速比输出更大的力矩，轴向磁通配小速比优势更明显。

Q12:公司现在的研发人员大概有多少，是否有专门做设备端研发的，在机器人领域的出货量口径如何，目前是否在寻找其他应用方向，提到可能会搞运营的车企是否都是公司目前在对接的？

A12:公司目前整个团队二三十人，研发人员10人以内，设备端是与外部做设备的共同开发。在机器人领域，各客户出货量不多，多的一年大概两三百万到三四百万的销售额。目前公司正在工业自动化等行业寻找其他应用方向。岚图、长城、一汽、比亚迪、赛力斯等都是公司对接的整车客户，其中比亚迪有送样和测试，赛力斯也在对接，岚图去年对接后因功率等级大选择自行生产，长城的蜂巢也有对接。

Q13:传统电机公司切入轴向磁通电机市场的壁垒和所需时间大概是怎样的，在结构设计等方面的壁垒是否相对不重要，达到极致效果的提升空间有多大？

A13:传统电机公司切入轴向磁通电机市场存在两个主要壁垒。一是性能方面，很多公司虽有涉足该电机，但能否发挥其最大性能优势尚不明确，目前未出现有明显性能优势且有相关测试报告和应用端成果的产品。二是生产制造方面，与传统生产制造有很大差别，需要全新的工艺，如粉末冶金压铸一体化压铸、绕线工艺等，还需重新开发定制化设备。预计最少需要一两年时间。在结构设计等方面，虽然做样机相对可行，但要达到极致效果仍有很大提升空间。例如，某产品能做到40多千瓦每公斤的功率密度，包括国内较大的盘古等公司都难以达到。

Q14:将轴向磁通电机做成一体化关节模组，会有哪些设计或生产上的难点，指尖之前是否有往该方向发展，其应用情况如何，特斯拉采用建成方案将电机放在手腕处，该电机是否有应用机会，是否看好其在手上的应用？

A14:将轴向磁通电机做成一体化关节模组，主要难点在于匹配性设计，包括减速机、双编码器等结构上的改变，最终还是取决于电机的设计和量产能否达到性能需求。指尖之前有往该方向发展，其主打的是菱角轴的用轴上的电机，配摆线针减速器，用于菱角手的电机替代空心杯电机，抓取速度比用齿轮或丝杠的方式更快，但目前处于研发和给客户测（更多实时纪要加微信：aileesir）试阶段，且手指结构较粗大，相比空心杯电机在结构上有劣势。特斯拉采用建成方案将电机放在手腕处，该电机在此方案中没有优势体现，不太看好其在手上的应用，因为这种电机优势在于放在每个手指弯曲关节里形成快速驱动，而建成方案并非如此。此外，4杠方案成本高、齿轮复杂程度高，大家可能会向特斯拉的方向努力以弥补相关劣势。