原创 还是宝马玩的花!双转子电机2026年要登场,直接干翻电车下半场?
创始人
2026-01-04 01:30:56
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宝马在电车领域的技术布局再添重磅动作——其深度布局的双转子电机,凭借独特设计宣称可实现“最大效率+最小成本”,有望在电车下半场重塑行业格局。

作为较早入局电动车的传统车企,宝马的电驱技术向来颇具进取精神,目前形成两大核心特色:

一是重点布局大圆柱电芯,二是坚持使用电励磁永磁同步电机(转子无需永磁体,依靠直流电励磁)。而此次备受关注的双转子电机,是宝马通过深度绑定创业公司DeepDrive实现的技术突破,早在2021年双方就建立合作,宝马旗下风投更是领投了其A轮融资,传闻宝马New Class平台车型或将成为该技术的首款搭载车型。

双转子电机的核心特征如其名——拥有两个转子。

传统同步电机多采用“外定子内转子”的拓扑结构,而双转子电机以定子为基准,内部嵌入一个转子,外部再套一个转子,且两个转子的永磁体均采用表贴式设计,而非内嵌式。这一设计并非随意选择:外转子因需套合定子,无法实现双V型内嵌式;内转子采用表贴式,则是由电机的磁通路径特性决定。

从DeepDrive官方文档的磁通路径图可见,虚线标注的磁通路径以定子为中心,上下两个转子内侧的永磁体磁极相对,形成完美的闭合回路。若内转子采用微型内嵌设计,磁通路径会变得极为复杂,违背其核心设计初衷——降低铁耗(即铁损)。

铁耗是当前同步电机难以根除的弊端。永磁电机的定子铁芯、铁轭等核心部件由硅钢片堆叠而成,硅钢片既起到结构支撑作用,也是磁通传导的关键路径。但硅钢片的存在会不可避免地产生两种铁耗:

一是磁滞损耗,电机工作时交变磁场反复磁化硅钢片,内部磁畴需不断转向重排,过程中能量转化为热量;

二是涡流损耗,电磁场在硅钢片中感应出环形涡流,产生焦耳热造成能量损耗。

为降低铁耗,现代永磁电机普遍采用薄硅钢片,并涂覆绝缘漆:硅钢片越薄,晶粒取向控制越精准,磁导率越高,磁畴越不易翻转,从而降低磁滞损耗;绝缘漆可增加铁芯内部电阻,根据涡流损耗公式(与硅钢片厚度平方成正比、与电阻率成反比),电阻提升能减少涡流产生。

此外,硅钢片因掺杂硅元素,可降低钢的矫顽力(便于磁畴翻转)、提高电阻率,进一步优化铁耗。

即便如此,铁耗仍是电机效率优化的关键突破口。当前电动车电机典型效率已达95%-98%,总损耗仅2%-5%,但铁耗在总损耗中的占比高达20%-50%(随工况变化)。要进一步提升效率,必须从结构层面革新——双转子电机应运而生。

双转子电机的磁通路径极具优势:磁力线从内转子出发,穿越气隙、定子、另一气隙,直接与外转子形成闭合回路,路径紧凑,仅需少量铁芯即可完成磁通传导。而传统永磁电机因永磁体仅存在于内转子,磁通抛射后需通过厚重的定子铁轭引导回流,若铁芯不足,磁通会大量泄露(空气磁阻极高),导致效率下降。

这一结构设计带来三大核心优势:

其一,大幅减少铁芯用量,直接降低铁耗,提升运行效率;

其二,优化磁通利用率,避免传统电机的磁场泄露和局部饱和,相同电气性能下可减少永磁体用量;

其三,定子近乎无轭设计,双面面对磁场,可优化电流分布、提高槽满率,从而减少铜线用量。

DeepDrive研究论文的数据印证了这些优势:在相同扭矩、功率、电流、电压等设计参数下,双转子电机的活性材料(参与电磁交互的材料)总重仅15.4kg,较传统单转子电机的30.3kg减少一半;其中永磁体用量大幅降低,硅钢片用量从24.7kg骤降至3.6kg。成本方面,双转子电机预估89欧元,仅为传统电机157欧元的一半。

与其他主流电机对比,双转子电机的优势同样显著。以同为双转子设计的轴向磁通电机(三明治结构,定子居中、两侧为转子)为例,虽轴向磁通电机具备轻量化优势,但在关键材料用量上仍不及双转子电机:轴向磁通电机永磁体用量1.7kg,双转子电机仅0.9kg;硅钢片用量差距更为悬殊。在相同电气性能下,双转子电机的WLTP能耗、重量、成本均为最低。

此外,双转子电机因采用空心设计,可适配轮毂电机,DeepDrive目前已开发中央驱动、轮毂电机、发电机三种构型,设计多样性不逊于轴向磁通电机,且可实现多级联模式。

尽管优势明显,双转子电机尚未普及,核心瓶颈在于三大工程难题:一是气隙控制,需保证两个气隙均匀性,否则会导致磁场不均,引发震动和额外损耗;二是热量集中,精简的铁芯结构减少了热量传导路径,需重新设计冷却机制;三是转速限制,内转子永磁体采用表贴式,旋转时离心力问题突出,制约了转速提升。

目前DeepDrive已积累大量专利技术应对这些问题,预计2026年实现小规模量产,2028年推进大规模量产。不过,该技术仍需跨越工业化批量制造的门槛,最终落地效果取决于宝马的信心与投入:若宝马认为其能强化自身在电车技术领域的话语权,成功概率将大幅提升;若技术优势被稀释或量产遇阻,则可能被边缘化。

在电动车下半场,驱动电机拓扑结构变革已成必然趋势。轴向磁通电机的电磁理论成熟,且众多企业布局研发,已处于大规模放量边缘,制造工艺和产能建设更完备,仍是结构变革的主流方向。

双转子电机大概率将先占据小众市场,成为宝马等少数企业的技术差异化亮点。若宝马示范应用效果良好,不排除大规模普及的可能;即便仅在宝马产品框架内应用,也将对电驱技术领域形成显著冲击,构建独特竞争优势。

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