在軸向磁通電機的運行機制中，定子內的導電線繞組會產生與旋轉軸線平行的磁場，這使得磁通也沿著旋轉軸線（即平行于轉子軸）的方向延伸。與徑向磁通電機相比，其具備相對較輕的重量，卻能輸出更高的功率，且整體尺寸更為緊湊。

在電動汽車的驅動電機應用場景中，當處于相同轉速條件時，軸向磁通電機相較于徑向磁通電機的優勢極為明顯，能夠更好地滿足實際使用需求，提供更高效、更適配的動力支持。

此前，寧德時代的CIIC一體化智能底盤圍繞電池系統進行底盤構造，通過機械集成、能量集成與控制集成，構建出功能完備的可行駛底盤。經過三年研發，該底盤已邁入量產階段，且針對不同應用場景，其電驅動系統也有不同技術方向。

◎小型一體化智能底盤S平臺用于運營，底盤設計具兼容性并融入換電功能，可實現上下車體分離，上部座艙在運營周期內可替換，有效降低公里成本，其電驅動系統開發著重低成本與長壽命。

◎M平臺服務主流B/C級乘用車市場，是量產開發主力產品，對電驅動系統在成本、性能等多方面要求嚴苛。

◎ 同時，規劃中的L平臺涵蓋越野等場景，正開發分布式驅動系統，拓展底盤的應用邊界。

圖片來源：寧德時代智能科技

01.

軸向磁通電驅構型與參數配置

電池行業做電驅，還要做軸向磁通電驅！ 目前寧德時代開發的分布式軸向磁通電驅AMDS，已通過兩輪嚴格測試驗證。 產品規劃涵蓋兩種應用場景：轎跑車型采用約九點幾的速比配置，最高車速可達280公里/小時；SUV與皮卡車型單軸可輸出超10000Nm，在尺寸受限情況下，通過采用軸向磁通電機實現功率一倍甚至更多提升，扭矩增長50%以上，且整套系統與平行軸單電機系統尺寸近乎相同。

寧德時代智能科技分布式電驅

寧德時代的分布式軸向磁通電驅采用模塊化平臺設計，可與單電機互換，采用800VSiC雙電控，并集成TVC控制算法。根據其公開報告可知其軸向磁通電機有兩個型號AFM235和AFM255。

圖片來源：寧德時代智能科技

◎ 代號AFM235電機，峰值功率在500kW，包絡尺寸X-430mm、Y-485mm、Z-320mm，峰值扭矩6200Nm，最高轉速18000rpm。

◎ 代號AFM255電機，峰值功率在560kW，包絡尺寸X-460mm、Y-500mm、Z-350mm，峰值扭矩10000Nm，最高轉速15000rpm。

AFM235轉矩&速度曲線

通過其外觀專利（CN308363926S）可以看到該電驅動裝置的變速機構和控制器是設置于兩個電機之間的，控制器的部分和變速機構的部分分設于電機的轉軸的相對兩側，這樣可以有效利用電機的轉軸背向變速機構的一側的空間，從而有效減小了電驅動裝置的體積。

02.

定子采用沉浸式冷卻

當前軸向磁通有個大問題，就是功率密度大，工作時會產生很多熱量。散熱的需求需要滿足，此前筆者其實也寫過一些軸承磁通電機的散熱專利 。

根據寧德時代公示的眾多專利來看，其軸承磁通電機的冷卻主要是通過讓冷卻劑直接接觸定子總成和優化結構設計來提高散熱效率的，軸向磁通目前的散熱方式是在外側設置水道間接冷卻定子和轉子，這存在很多問題。

一方面冷卻效率低，不能很好地給定子和轉子降溫；另一方面，只能間接冷卻定子，無法全面冷卻定子的內、外線圈。而且外側水道還得安裝額外的外置蓋板和進行緊固等操作，整個系統的集成度不高。

而且都知道軸向磁通電機的轉速做高很難，所以要減少轉子轉動時的損耗。那軸向磁通電機的冷卻就既要保證跟定子充分冷卻還要防止轉子被冷卻介質浸泡。

寧德時代的專利是通過在殼體上設置冷卻流道，以及利用隔板組件形成冷卻空間，讓冷卻劑直接接觸定子總成和部分線圈，解決了現有外側水道冷卻效率低、無法全面冷卻定子的問題。（定子沉浸式冷卻）

其隔板的主體設置在定子總成和轉子總成之間。殼體和隔板主體配合，形成了一個冷卻空間，這個空間里可以儲存冷卻劑，并且冷卻劑能直接接觸定子總成。這樣設計合理利用了殼體內部空間，讓電機結構更緊湊，同時也能更好地給定子總成散熱。

殼體的兩個筒狀部 （第一筒狀部和第二筒狀部） 沿徑向嵌套設置，并且和隔板主體密封配合。冷卻空間是環形的，這樣可以把定子總成密封在里面，減少冷卻劑泄露的風險。第一筒狀部供轉子總成的轉軸通過，隔板主體的內環匹配部和第一筒狀部密封配合，外環匹配部和第二筒狀部密封配合，從而形成環形的冷卻空間。

在整個系統的油路分配上也進行了改進（主動潤滑），傳統變速箱里的齒輪、轉軸和軸承這些部件，是靠變速箱在工作時因為轉動產生的離心力把潤滑油甩出來，來進行潤滑和冷卻的。

可是離心力的大小和轉速有關，而轉速又由車輛當時的行駛情況決定。所以潤滑油甩出來的方向是亂的，甩出來的量也不穩定，有時候多有時候少。而且因為是隨機甩油，很難保證需要潤滑和冷卻的地方都能得到足夠的潤滑油，導致潤滑和冷卻的效果不好，效率也低。

寧德時代在分布式電驅里設計了一個分流件（CN117559726A），它有集流通道和分流通道。集流通道就像一個入口，有一個集流口，可以把液體介質（比如潤滑油）導進來。分流通道和集流通道是連通的，而且分流通道有好幾個分流口。這些分流口可以把液體介質送到傳動裝置（比如變速箱里的齒輪、轉軸等部件）的不同位置。

驅動總成也包括這個分流件或者傳動機構，電機可以提供液體介質，電機的出液口和分流件的集流口連通，這樣電機里的液體介質就可以流到分流件里，再通過分流件分流到傳動裝置的各個部位。

03.

電子模塊布局煥新

在翻找專利的期間，筆者也看到了一項比較有意思的專利，常規的電驅動系統控制器的功率模塊、母線電容等電子模塊多采用整體式標準模塊。以功率模塊為例，常由標準全橋或3個半橋功率模塊構成，其體積尺寸固定且較大，導致控制器難以小型化，使電驅動系統體積大、占用車輛空間多。

基于上述問題，寧德時代申請了一項專利（CN222247098U）通過將控制器的電子模塊設置為多個電性連接的分立器件，使電子模塊能以分立器件形式布局于外殼。這既能減小電子模塊體積，又能提高其在外殼上的布局靈活性。簡單的理解就是像用大塊樂高底板拼東西，雖然方便但靈活性差，空間利用率低。

寧德提到的新方案就是改用小顆粒積木（分立器件），可以見縫插針地擺放，充分利用每個角落。這樣就由傳統的大電容變成多個小電容并聯，而且單個元件壞了只需更換小部件，不用換整個模塊，元件分散布局有利于熱量散發。

這個設計跟英飛凌的方案差不多，日常行駛過程中會有振動，而讓功率板的變形及彎曲方向與車輛振動方向不一致，可以提高功率板的可靠性，進而提高電驅動系統的可靠性。同樣，控制板也設置在外殼上，并且控制板與電機的軸向交叉，也能達到類似提高可靠性的效果。

外殼上還設置了液冷槽，液冷槽里有冷卻液循環流動，用來給電子模塊散熱，保證電子模塊在合適的溫度下工作。液冷槽里還設置了多個散熱件，這些散熱件可以更好地散熱，并且能讓冷卻液在液冷槽里形成擾流，提高散熱效果。

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