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140年后的电机革命:奔驰轴向磁通电机量产如何重写电动车的物理封装

奔驰 轴向磁通电机 电动车 2026.06.11

2026年6月9日,奔驰在柏林Marienfelde工厂启动了新型轴向磁通电机的大规模生产。这个日期的选择并非偶然——恰好是卡尔·本茨获得内燃机专利140周年。而这个工厂的选择同样意味深长——Marienfelde是奔驰最古老的工厂,曾经生产内燃机发动机,现在被改造为高性能电动机的卓越中心。

从内燃机到电动机,从径向磁通到轴向磁通,从圆柱形到圆盘形——这不是一次渐进式的迭代升级。这是动力总成物理封装逻辑的根本重写。

电动车动力总成
电动车动力总成

圆柱与圆盘:两种物理逻辑

要理解轴向磁通电机为什么重要,我们首先需要理解径向磁通电机的物理局限。

过去一百多年里,几乎所有电动机——从工厂里的工业电机到你家洗衣机里的小电机,再到特斯拉Model S里的高性能电机——都是径向磁通设计。在这种设计中,磁场沿径向方向穿过转子和定子之间的气隙。电机的转子是一个圆柱体,定子包裹在外面或嵌在里面。扭矩的产生依赖于磁场与电流的相互作用,而扭矩的大小与转子的直径和长度成正比。

这意味着什么?意味着如果你想要更大的扭矩,你需要更粗或更长的电机。电机的物理封装必然是一个长圆柱体——这个形状决定了它在车辆底盘中的安装方式、它占用的空间、以及它与传动系统的连接方式。

电机对比示意图
电机对比示意图

轴向磁通电机的物理逻辑完全不同。在轴向设计中,磁场沿轴向方向穿过转子和定子之间的气隙。转子和定子不再是内外嵌套的圆柱面,而是平行排列的圆盘——像三明治一样,两个转子盘夹着一个定子盘。

Beyond Motors的技术白皮书解释了这种结构的物理优势:轴向磁通电机中的磁性材料位于更大的平均半径处,这提供了更高的杠杆效应。打一个简单的比方:径向磁通电机像是用手掌推一个旋转门的靠近铰链的位置,而轴向磁通电机像是用手推旋转门的外缘——同样的力,后者产生更大的扭矩。

具体到数字:Turntide Technologies的技术文章指出,轴向磁通电机的扭矩与直径的平方乘以长度成正比。这意味着你可以通过增大直径来大幅提高扭矩,而不需要增加电机的长度。最终的结果是:在相同的扭矩输出下,轴向磁通电机的重量和体积可以节省约50%,而扭矩密度可以提高30-40%。

扁平化的自由度

50%的重量和体积节省——这不仅仅是一个工程数字。这是一个关于设计自由度的故事。

扁平电机结构
扁平电机结构

在传统电动车中,径向磁通电机占据的空间是一个相当大的圆柱体。以特斯拉Model 3的后置电机为例,它大约有40厘米长、30厘米直径。这个圆柱体必须被安置在后轴附近,通过减速器和差速器连接到车轮。电机的形状和尺寸直接约束了底盘的布局。

现在想象一下,把同样的扭矩输出压缩到一个只有20厘米直径、15厘米厚的扁平圆盘里。这个圆盘可以更紧密地集成到车轴中,释放出大量的纵向空间。后座下方不再被电机侵占,地板可以降低,后备箱可以加深。或者——更有意思的是——你可以把这样一个扁平电机直接集成到车轮附近,缩短传动轴,甚至实现轮毂电机的方案。

电动车底盘布局
电动车底盘布局

奔驰将这项技术首先部署在AMG高性能品牌上,这个选择同样值得关注。AMG的客户对性能的期望是极端的——他们需要在赛道上获得即时的扭矩响应,同时在日常驾驶中享受平顺的动力输出。轴向磁通电机的高扭矩密度和低惯量特性恰好满足了这种双重需求。由于转子是扁平的圆盘而非长圆柱体,它的转动惯量更低,响应速度更快——踩下踏板的瞬间,扭矩就已经到达了车轮。

百年工厂的转型

柏林Marienfelde工厂的故事本身就是一段工业设计史。这座工厂始建于1902年,在过去的一百多年里生产过飞机发动机、汽车发动机和各种动力系统。它的建筑结构、生产线布局和物流系统都是围绕内燃机的生产流程设计的。

电动机的生产逻辑完全不同。轴向磁通电机的核心部件——定子和转子——主要由磁钢、铜线圈和少量结构件组成,装配工序远少于内燃机。Electrive的报道详细描述了这座工厂从传统发动机生产向电动机转型的工业设计改造:生产线被重新布局,从内燃机的串联式流水线改为电动机的模块化装配单元。

这不是简单的「换一条生产线」。这是对整座工厂——包括建筑空间、物流路径、人员动线和信息流——的系统性重新设计。而设计的核心驱动力,正是轴向磁通电机的物理形态所要求的全新装配逻辑。

封装革命的涟漪效应

轴向磁通电机的扁平化封装不仅仅是「电机变小了」这么简单。当一个核心组件的物理形态发生根本性改变时,它的影响会像涟漪一样扩散到整个系统。

首先是底盘设计。传统电动车的底盘是一个「三明治」结构——电池包在中间,电机在后方,悬架系统在两侧。轴向磁通电机的扁平化使得电机可以更紧密地与电池包集成,甚至可以嵌入电池包的结构空间中。这意味着底盘的整体高度可以降低,车辆的重心可以下降,操控性能可以提升。

其次是车身比例。当电机不再需要占据大量的纵向空间时,设计师在确定轴距、轮距和车身比例时获得了更大的自由度。一辆配备轴向磁通电机的轿跑可以拥有比传统设计更短的前悬、更长的轴距和更低的车顶线。

然后是内部空间。后排地板的高度、行李箱的深度、甚至座椅的安装位置——这些看似与电机无关的内饰设计参数,实际上都受到动力总成封装方式的直接影响。当电机变薄50%时,设计师可以把这些「省下来」的空间分配给乘客和行李。

ArenaEV的技术分析文章指出,2026年恰好是卡尔·本茨获得内燃机专利140周年。这个时间节点的巧合具有一种历史的对称感:140年前,本茨的内燃机定义了汽车的形态——长引擎盖、前置后驱、圆柱形动力总成;140年后,轴向磁通电机正在定义电动车的新形态——低矮车身、扁平底盘、盘式动力总成。

**参考来源:**

- Electrive, Mercedes-Benz starts axial flux motor production at Berlin Marienfelde, 2026.06.09

- Beyond Motors, Axial Flux Motor Technology White Paper

- Turntide Technologies, Axial Flux vs Radial Flux Motors

- ArenaEV, 140 years since Benz patent, 2026