电机行业专题报告：乘“新能源汽车+机器人”东风，掀轴向磁通电机革命.pdf

电机行业专题报告：乘“新能源汽车+机器人”东风，掀轴向磁通电机革命。本篇报告从电机发展历史与工作原理出发，阐述了轴向电机相较于传统径向电 机在性能等方面的优势。随着“双碳”政策的逐步推进，电机轻量化、高功率 密度等需求趋势将拉动轴向电机行业的发展。在未来的绿色交通乃至机器人板 块，轴向电机或部分取代径向电机，成为主要的驱动装置组件之一。

历经百年发展，电机正处于轴向工艺突破的前夜。电机又称电力机械，是以 磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置，工作原理即是利用永磁 体与电磁铁之间的同斥异吸，驱动转子旋转。电机发展历史可以分为三个阶 段：1）理论发展阶段（1820-1834）；2）工业实用阶段（1834-2008）；3） 轴向突破阶段（2009-至今）。

轴向电机相较于径向电机的优势源于轴向磁通拓扑天然带来的电机构造优 势。按照磁通路径方向，电机可分为轴向磁通电机与径向磁通电机，轴向的 磁通方向与电机旋转轴平行。结构端，轴向电机同样包含转子、定子部分。 材料端，轴向电机主要由磁钢、铁心构成。相较于径向电机，其优势主要体 现在两个方面：（1）性能优势。①轻量化：轴向长度仅为径向电机的 1/2 左 右，即体积与重量比径向电机小约 50%；②高扭矩密度和功率密度：较径向 电机高出约 30%。（2）节能优势。①生产耗材少：生产制造环节所需采用的 铜、铁等金属材料相比径向永磁电机减少 50%左右；②能耗低：1%-2%效率 优势，在各个功率级别下均比普通径向电机节能 15%-25%左右。欠缺之处主 要在于轴向电机目前在设计和生产流程端尚未如径向电机成熟。

下游应用于众多行业，全球轴向电机市场规模未来几年预计保持高增速。下 游主要应用领域有：（1）新能源汽车，目前在商用车领域已逐步推广，渗透 率约 15%，未来凭借小体积与低理论成本，轴向电机天然适配轮边、轮毂技 术，并搭载于分布式驱动；（2）电动飞机，符合飞机轻巧紧凑、高功率密度 等需求，可有效减少航运碳排放；（3）电动船舶，在船舶提效、减排、结构 优化方面具备显著优势；（4）机器人，目前已挤入关节零件市场，应用于多 项机器人项目。高精端机器人对关节驱动电机的要求包含快速性、起动转矩 惯量比大、体积小、质量小、轴向尺寸短等，完美契合轴向电机优势。

国内外主要轴向磁通电机厂商。（1）YASA：于交运板块多方面布局；（2） 上海盘毂动力：深耕于轮毂、轮边电机应用，正推广轴向电机进入乘用车市 场；（3）Magnax：无磁轭轴向磁通电机先驱者；（4）深圳小象电动科技： 致力于机器人个性化解决方案。