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【110页】2026轴向磁通电机行业研报

2026-05-16 11:56:23

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以下为研报详细内容：

轴向磁通电机概述及核心特征

介绍AFM的基本定义和扁平盘状结构，阐明磁场沿转轴方向闭合的工作原理。

核心特征：具有高功率/扭矩密度、紧凑扁平结构和高效率等优势，相比同功率径向电机体积更小。

与传统径向电机的比较：AFM凭借其独特磁路结构实现更高的扭矩输出和可叠层扩展性。

分类与结构

按磁路结构分类

永磁型AFM使用高性能稀土永磁体，适用于对性能要求极苛刻的汽车、电动飞行器、机器人等场景；无铁心AFM，具有极平滑无齿槽转矩特性，适合无人机、航模、高端伺服和机器人关节等高精度应用。

按拓扑结构分类

单定子双转子（无轭结构）——定子中央夹于两个转子盘之间，无整体铁轭以减小尺寸（典型代表为YASA的无轭分段定子设计）；双定子单转子（有轭结构）——转子盘置中，两侧为各自带轭铁的定子，结构对称可平衡磁吸力。

其他类型

轴向感应/开关磁阻电机属于稀有类型，多用于无稀土低成本场景，目前仍处于科研或小批试验阶段。

发展历程与行业现状

早期发展

19世纪末法拉第发明了原始轴向电机拓扑，20世纪70–90年代航空航天和学术界开始关注AFM并进行了理论验证和原型试验。

实用化起步

2000年代稀土永磁材料性能提升、电力电子控制成熟，一批企业（如英国Lynch Motors）在电动赛车和小车领域试验AFM，验证了其高扭矩特性。

快速发展

2010年代随着新能源汽车和电动航空兴起，AFM进入商业化加速期。英国牛津大学的Tim Woolmer发明无轭分段定子并创立YASA，比利时Magnax推出双转子AFM架构，斯洛文尼亚EMRAX实现批量化设计（10kW/kg）；美国Turntide、英国Saietta等企业也相继布局AFM产品。

产业化阶段

进入2020年代，全球多家知名企业积极推动规模化应用。奔驰于2021年收购YASA并将其技术用于AMG电动车，原YASA团队另创Evolito进军eVTOL市场；英国Saietta在印度建厂、供应两轮电动车；比利时Magnax扩建产能；中国盘毂动力（PanHUB）自2018年成立以来申请相关专利超1400项，并于2025年与法雷奥合作开发高效轴向发电机样机。这些动向预示AFM正从试验走向规模化生产。

主要应用领域

新能源汽车

AFM可作为主驱动电机或车轮轮毂电机，其扁平结构便于与变速箱、差速器集成。例如梅赛德斯-AMG性能混动轿车中采用YASA轴向电机作为混动模块，在有限空间内提供数百马力高输出。

电动航空（eVTOL/电动飞机）

高功率重量比电机需求下，AFM扁平体积减少自重，可直接驱动大直径螺旋桨。

工业自动化与机器人

AFM适用于机器人关节和机床主轴等紧凑高精度场景，其高扭矩密度和无齿槽转矩特性利于精密定位和负载响应。

轻型电动车辆

AFM已应用于电动摩托车、电动自行车等（如英国Saietta的AFT系列扁平电机），其高转矩特性适合城市交通起步和爬坡。

特种车辆与船舶

包括矿山电动车、工程卡车及小型船舶推进。在这些高扭矩要求场合，AFM多盘叠层结构可简化传动。EMRAX的盘式电机曾用于赛艇推进项目，海军无人潜航器（UUV）等也开始尝试定制AFM以降低噪声。

家电及其他轻量设备其他领域

报告还指出AFM在海洋动力（船舶电推进、风力发电机）和工业定制驱动等细分市场具有潜在应用机会。总体来看，轴向电机应用正从高端市场向大众市场拓展。

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报告主要观点

AFM优势凸显：AFM以其高功率/扭矩密度、紧凑结构和高效率等特性，成为电机领域的新兴趋势，特别适合新能源汽车、电动航空、机器人等对性能和尺寸要求苛刻的应用。
产业瓶颈：目前主要挑战在于成本、制造工艺和散热设计。高性能永磁材料依赖稀土且价格波动；盘式定子/转子的精密制造和叠层工艺要求高；热管理设计难度大。这些问题在短期内限制了AFM在成本敏感市场的渗透。
研发与创新：新材料（如更高性能或无稀土永磁体、软磁复合材料）和新工艺（自动化绕组、3D打印铁芯）正在不断涌现，已有助于降低制备难度并提高性能。随着这些技术进步，AFM产业化阻碍将逐步被攻克。
未来展望：报告预计未来5–10年内，高性能磁材、软磁材料、先进绝缘和自动化制造等发展成熟后，AFM将进入成熟期，并在更多领域实现突破性应用。一旦规模量产带来成本下降，AFM将在乘用车主驱、电动飞机推进、工业直驱、机器人关节、电器节能等领域取得显著市场份额；从长远看，AFM与径向电机有望形成优势互补格局。

市场动态与趋势

规模化趋势：AFM市场正从“小批量高成本”样机向“大规模低成本”转型。行业内不断有产能扩张和并购案例（如YASA扩产、奔驰收购），显示产业链正向规模化方向发展。

需求驱动：新能源汽车、电动航空、机器人等领域的高效化和轻量化需求，推动了对高功率、高扭矩密度紧凑电机的快速增长。整车厂为提高功率密度并节省空间，积极评估和采用AFM方案。

政策红利：全球范围内的“碳中和”目标和新能源汽车战略为高效驱动技术提供了政策支持。各国政府出台大量扶持政策，加速产业规模化发展。

资本投入：报告指出业界正加大投资：典型案例包括YASA产能扩张计划和产业链上下游合作，这些资本动作有助于降低成本、提高可靠性并推动产业整合。

产业链与生态分析

原材料：AFM主要依赖高性能稀土永磁体（NdFeB等），磁体成本占整机材料成本约30–40%，全球主要生产商集中在中国、欧洲、日本等地区。面对稀土价格和供应波动风险，产业链正在研究无稀土材料方案。

制造与加工：盘式扁平结构对生产工艺提出更高要求。大直径薄盘定子/转子易变形，需要高精度机加和装配工艺；多盘叠层结构要求极好同轴度，生产线投入比传统电机更高。永磁体粘贴、无铁心线圈固化等流程复杂，也提高了生产成本和难度。

下游应用商：包括整车厂商、航空航天企业和工业设备厂商在内的用户正在测试和采购AFM系统。

竞争格局

市场结构：全球AFM市场尚处于起步阶段，竞争格局呈寡头垄断态势。主要企业如英国YASA、美国Turntide、比利时Magnax、中国盘毂动力等占据大部分市场份额。

区域分布：欧美公司较早布局AFM技术，中国企业（盘毂动力、中豪电动等）近年来快速跟进。各地区政策与市场差异对竞争格局也有影响。

竞争重点：目前行业竞争主要集中在技术性能和产品可靠性上。尚未出现剧烈的价格战，随着更多玩家进入、产能释放，未来竞争将加剧。

替代方案：AFM的主要替代技术包括成熟的径向磁通电机、横向磁通电机以及无磁感应电机等。不同应用场景下厂商会在这些技术中权衡选择，各方案各有优势和局限性。

用户需求与购买决策

核心需求：终端用户关注AFM的体积紧凑和高扭矩密度优势，特别是在空间受限且要求高功率的场景中极具吸引力。

典型考量：以汽车驱动为例，AFM可在有限空间内提供更大输出功率，但由于目前批量化程度不高，其单位功率下的质量通常高于成熟径向电机。

决策因素：用户在AFM与其他技术方案之间进行取舍时，会综合考虑系统成本、成熟度、控制复杂度、散热难度等因素。报告认为，在高端或特定应用（如豪华车、无人机、高性能机器人）中，AFM具备明显优势，而在成本敏感的大众市场则需要进一步降低价格和提升可靠性后才具备竞争力。

技术趋势与创新

新材料与工艺：高端材料（高矫顽力NdFeB、无稀土磁体）、先进硅钢/软磁复合材料及高温绝缘材料不断涌现，为AFM性能提升奠定基础。3D打印、复合绕组等新工艺正在应用于高精度、自动化制造，提高功率密度并降低损耗。

线圈与散热创新：扁平铜线绕组设计提高槽填充率；创新散热方案（如定子内置液冷通道、相变材料冷却、碳纳米管散热）正在开发，有助于强化高功率密度下的热管理。

电力电子平台：未来集成式设计、智能传感和宽域控制算法等技术将在AFM系统中应用，提高系统可靠性和性能，并进一步推动AFM向多场景应用拓展。

政策环境与产业趋势

政策支持：“双碳”目标与新能源汽车战略为电机产业带来政策红利。中国“十四五”规划将新能源汽车列为战略性新兴产业，提出到2025年攻克高效驱动电机等关键技术并投入数千亿专项资金。欧盟与美国等地区亦不断加大碳减排和智能制造投入，为AFM发展营造有利政策环境。

宏观经济：全球经济稳步恢复，制造业升级和新能源投资热潮为高端电机市场提供支撑。社会对节能环保和智能制造的关注也在增强（“双碳”背景下公众关注低碳交通、机器人智能化等），这些宏观趋势持续促进对高效电驱系统的需求。

专利与研发：AFM相关专利活跃，主要申请人包括欧美、日本和中国研究机构与企业。

国际合作：多国企业和研究机构通过合作与投资加速AFM技术推广，例如欧洲初创团队与中国企业的合作开发（如Valeo与盘毂动力合作原型）。跨国合作与联合研发正在促进全球AFM产业链协同。

代表企业与案例

代表企业：涵盖轴向磁通电机及相关产业链的主要厂商和研究机构，如英国YASA（AMG母公司）、比利时Magnax、斯洛文尼亚EMRAX、美国Turntide，中国盘毂动力、深圳中豪电动、上海小象电动等。这些企业的布局和技术进展是行业的重要风向标。

产品类型：主要产品形式包括扁平盘式永磁电机、无铁心PCB绕组电机、轮毂集成电机系统等。有铁心和无铁心等不同定子结构方案共存，各具特点。

典型案例：报告列举了多个示范项目，如梅赛德斯-AMG车型采用的AFM驱动模块，英国Saietta为两轮车开发的扁平电机，以及Magnax、Evolito等公司为飞行器或水下装备提供的高功率AFM系统。这些案例展示了AFM在不同场景下的实际应用效果。

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