最近一个月，轴向磁通电机突然火了。
说实话，我一开始挺不以为然的。电机这玩意我拆过没有一百台也有八十台，铜线、硅钢、磁钢，翻来覆去就那几样东西，但是这个轴向磁通电机是咋回事呢？
我去搜索了一下，才发现是张雪把这个带火的。这个电机重量8Kg，但是输出功率高达50kW。我突然想起来我前几天做卡丁车用的那个电机，重量也差不多8Kg左右，但是功率1.8kW。
所以实质上我们可能被这些年拆的一堆圆柱形电机，给活活“框”住了。
我们平时见到的，使用的电机，百分之九十九是径向磁通。它的磁通垂直于转轴，从定子出发，沿半径方向穿过气隙钻进转子，再绕回来，走的是一个“圈”。所以它的定子必须长成一圈带齿的环，绕组一根一根塞进齿间的槽里，塞不进去就叫槽满率不够，工程师为这事能熬掉一把头发。
而轴向磁通正好反过来。它的磁通平行于转轴走，气隙不是圆柱面，而是两块平行的平面。定子和转子天生就是两个盘，整个电机是扁的。
你可以直接把它想成一块奥利奥——两片饼干夹一层夹心。
两片“饼干”，就是轴向电机的两个转子盘，内面上各贴着一圈磁钢，N 极 S 极交替着排。中间那层“夹心”，就是定子，一圈齿配一副集中绕组。饼干和夹心面对面，中间只隔着一层薄薄的气隙。
夹心越厚，磁路越长，磁阻越大；饼干越大，力臂越长，扭矩越猛。
别小瞧这一点点方向上的差别，落到扭矩上就是一次“降维打击”。
径向电机的扭矩大致正比于 D²·L，D 是定子内径，L 是铁芯长度。轴向电机呢，正比于 D³。
为什么是三次方？说白了就是两笔账乘在一起：有效气隙面积是按 D² 涨的，力臂是按 D 涨的，面积乘力臂，出来就是 D³。
我算给你看。同样是直径涨 10%，径向电机扭矩大概涨 21%（1.1²），轴向电机涨 33%（1.1³）。
看着差别不大？那换个方向算。想把扭矩翻倍，径向电机最省事的办法是把铁芯加长一倍，重量和体积也跟着翻一倍；轴向电机只需要把盘径加大 26% 左右。
这就是“大饼”的物理红利。
但真正让轴向磁通从实验室里走向实际应用的，是一个叫 YASA 的结构。
YASA 全称 Yokeless And Segmented Armature，无轭分段电枢。2009 年，牛津大学一个叫 Tim Woolmer 的博士生琢磨出一件事：定子上那圈专门用来“引磁”的轭部，其实是可以用别的办法替代掉的。
他干的事很粗暴——把轭部直接砍掉，把定子拆成一个个独立的小齿，每个齿上单独绕一圈线圈。定子铁的重量一下能减掉八成，绕组也从跨好几个槽的分布式变成了集中式，端部那截白白发热的铜线短了一大截。
代价也紧跟着来了：磁路的形状变成了三维的。
而我们用惯的硅钢片，是一张“二维”的材料。它一层层叠起来以后，只在叠片所在的那个平面里导磁，磁力线一出这个平面就傻眼。所以轴向磁通电机，没法用硅钢片叠出来。
只能上 SMC，软磁复合材料。名字听着玄乎，原理其实挺朴素：把铁粉一颗颗用绝缘层包起来，再高压压成型。因为颗粒之间彼此绝缘，涡流被切得零零碎碎，三个方向都压得住；又因为它是“压”出来的，你想压成什么三维形状都行。
把定子拆散以后，拓扑就活泛起来了。
最基础的是单定子单转子，一个盘配一块定子，结构最简单，但有个要命的问题——磁拉力只往一边拽。上千牛、甚至上吨的轴向力，全得压在轴承上。你想想，这个力和输出扭矩没有半毛钱关系，纯粹是“副作用”，却要轴承一直扛着。
改成单定子双转子，也就是常说的 YASA 结构，问题当场就没了：两边气隙产生的拉力方向相反，自己把自己抵消掉了。也正因为这样，YASA 才敢一路干到 18000rpm。
另外两条路线也各有各的活法。双定子单转子，把两块定子贴着外壳放，绕组贴着壳散热，液冷特别好做。
我这些年拆电瓶车驱动器拆得不少，轮毂电机也拆过几个，清一色是径向磁通。而实际上轮毂电机的形式，是最适合做成轴向磁通的。
为什么这么说？因为轴向磁通为了把盘做大、做扁，磁极数量往往做得很多，极对数一上去，同样的转速下电频率就成倍地涨。而轮毂电机恰恰很容易把盘做大。
但是对于电瓶车的轮毂电机来说，功率密度似乎永远都不是瓶颈，因为以现在的功率密度，应对25km/h的速度还是太简单了。
从驱动来说，同样跑到 18000rpm：极对数是 4 的时候，基频是 300×4＝1200Hz；极对数上到 10，基频就是 3000Hz。
硅基 IGBT 在 3kHz 这个档位已经相当勉强了，开关损耗、死区时间、导通速度，全是麻烦。所以想把轴向磁通电机驱动好，电控基本得往碳化硅上走。所以，实际上轴向磁通真正爆发的那一天，跟着一起吃的肉的不只是电机厂，还有做碳化硅和驱动 IC 的公司会吃大肉。
当然，我不是说径向电机要被淘汰了。
全球 95% 以上的电动车，用的还是径向磁通电机，产业链成熟、成本低、良率高，这是几十年堆出来的护城河，短期内谁也推不倒。
轴向磁通短期内不会去抢家用车的主驱电机，它最先爆发的地方，一定是对体积和重量极度敏感的三个赛道：高性能车、轮边和轮毂驱动，还有机器人关节跟 eVTOL。很多技术的爆发，都是高端应用场景先用起来，成本慢慢就打下来了。
最后说句我的私心：拆了这么多年，我还没真正上手过一台轴向磁通电机。如果有机会，我最想看的不是参数表，是它的绕组到底怎么绕的、那么大的平面气隙靠什么保证均匀、转子合装那一下到底用的什么夹具。哪位兄弟手里有货，欢迎吱一声。
