軸向磁通電機的冷卻,為什么是個難題?
在新能源汽車、工業自動化、人形機器人、電動航空等技術快速迭代的背景下,傳統徑向磁通電機正逐漸逼近性能極限。相比之下,軸向磁通電機憑借結構扁平和物理優勢,正成為下一代動力系統的優選方案。它以“更小、更輕、更強、更省”的特點,正在重新定義電機的性能邊界。
軸向磁通電機采用盤式面對面結構,磁通沿軸向穿過氣隙,配合大直徑轉子設計,使其性能大幅提升。理論上,扭矩與轉子直徑的立方成正比,因此在相同體積下,其扭矩密度可達到傳統電機的3倍。但軸向磁通電機面臨的真正挑戰,不是能否輸出強勁扭矩,而是:在超負荷工況下,如何避免因溫升過快而觸發降功率保護?

為什么軸向磁通電機的冷卻特別困難?
第一,熱源深埋,散熱路徑長且曲折。
繞組通常位于兩個轉子之間的定子層內,被絕緣材料、氣隙和磁鋼等多層介質包圍。熱量必須逐層穿過這些高熱阻界面,才能到達可接觸冷卻介質的外殼表面。路徑越長,界面越多,導熱效率就越低。
第二,幾乎不具備自然對流條件。
傳統徑向電機可通過轉子旋轉帶動內部空氣流動,形成自通風冷卻。而軸向磁通電機采用盤式結構,沒有類似機制,且常應用于封閉的輪轂環境中,難以借助外部氣流,自然對流基本失效。
第三,空間受限,難以集成冷卻回路。
為追求高功率密度,軸向磁通電機設計趨于極致扁平,內部幾乎沒有多余空間布置水道、油路或散熱翅片。即使強行引入冷卻通道,也往往需要穿越旋轉與靜止部件的交界處,帶來密封、磨損和泄漏等風險。
由此可見,軸向磁通電機的冷卻難題并非單一技術瓶頸,而是結構優勢與熱管理需求之間的根本性矛盾。它的“緊湊”成就了輕量集成的可能,也鎖死了散熱設計的自由度。
冷卻系統的可靠性,從第一顆螺絲擰緊的那一刻起,便已開始構建。作為專注于軸向磁通電機研發與制造的國家級高新技術企業,中豪電動始終認為:電機智能裝配設備解決方案的核心,不僅是熱管理問題,制造落地更為關鍵
第一,軸向磁通電機油冷技術:
軸向磁通電機的油冷技術通過將整個電機浸泡在絕緣冷卻油中,并借助循環系統直接帶走熱量,實現高效散熱。該方案使冷卻油能夠直接接觸定子繞組和轉子,顯著提升換熱效率,尤其適用于持續高負載運行場景。油路集成于電機內部,確保冷卻液直接作用于發熱部件,相比傳統水冷系統,散熱面積可增加30%以上。實驗數據顯示,在相同工況下,采用油冷技術的電機最高溫度比水冷方式低15–20°C,有效延長電機壽命。
該技術將油腔與動力腔分離設計,防止油液干擾轉子運轉,從而保證電機效率。同時,采用高導熱性能的絕緣油,可在?30°C至120°C的寬溫度范圍內穩定工作。結合扁線電機技術,油冷方案進一步優化了繞組散熱,提升功率密度和持續輸出能力。這一冷卻方式也對系統密封性和油路布局提出了更高要求,需要在結構設計中充分考慮密封可靠性和流動均勻性。

第二、專利技術:油水復合冷卻
針對傳統軸向磁通電機散熱差、拆裝維護繁瑣,以及單一冷卻方式仍有優化空間的問題,中豪電動研發了專利油水復合冷卻型軸向磁通電機,專門適配新能源汽車、移動電動裝備等對功率、空間、可靠性要求均較高的應用場景,實現散熱性能與使用維護性的雙重突破。
該電機采用積木式三大模塊化組件設計,中間為動力核心,左右兩側為集成冷卻通道的外殼,組裝、檢修無需拆解整體,拼接式安裝讓生產效率大幅提升,后期維護也更便捷,從制造和使用層面降低了冷卻系統的維護成本。其核心亮點是獨創的油水復合雙冷卻系統,讓水冷和油冷同步工作、雙層強效散熱,實現外殼與內部發熱核心的精準降溫:冷卻水沿外殼的環形水路流動,緊貼電機接觸面實現快速接觸式降溫,水路左右端互通,一次流遍全程,實現外殼全域高效散熱;冷卻油則直接打入電機內部的獨立密封空腔,完全浸泡最核心的定子和繞組,精準吸走內部積聚的熱量,且左右兩側油路相互獨立,單側不會受另一側影響,大幅提升油路冷卻的安全性和穩定性。
該技術實現了外殼水冷貼敷、內部油冷浸潤的雙重散熱,讓散熱效率直接拉滿,既能保證電機高功率持續輸出,避免溫升過快觸發降功率保護,又能大幅減少高溫帶來的部件損耗,延長電機使用壽命,同時模塊化設計讓冷卻系統的落地和維護更易實現,高效破解了軸向磁通電機結構與熱管理的核心矛盾。
