打破百年僵局!双转子电机技术革命,一文读懂高效驱动核心密码

打破百年僵局!双转子电机技术革命,一文读懂高效驱动核心密码

近期,汽车行业一则消息引发广泛关注:宝马集团宣布将在2026年量产搭载双转子电机的新能源车型,而这一技术的核心支撑来自德国Deep Drive公司的突破性研发。对于普通消费者而言,“双转子电机”或许是个陌生概念,但它却被业内誉为“打破百年电机技术僵局”的革命性创新——效率高达98%、重量较传统电机减轻50%,这些颠覆性数据背后,藏着怎样的技术密码?今天,我们就用通俗的语言,一文读懂双转子电机的核心魅力。

先搞懂基础:传统电机的“瓶颈”在哪里?

要理解双转子电机的革新性,首先得明白传统电机的工作逻辑。无论是我们日常接触的家电电机,还是新能源汽车的驱动电机,传统设计都遵循“单定子+单转子”的经典结构,就像一个“固定跑道+一个跑步者”的组合:定子固定不动,通过绕组产生旋转磁场,转子在磁场力的作用下转动,从而将电能转化为机械能。

这种结构虽然成熟可靠,但经过百年发展,已经遇到了难以突破的瓶颈。一方面,能量转换效率有限,传统电机的能量损耗主要来自“铁损”(铁芯在磁场中产生的涡流损耗)和“机械损耗”(转子转动时的摩擦损耗),普通工业电机效率多在85%-92%之间,即使是高端新能源汽车驱动电机,效率也难突破96%;另一方面,重量和体积难以优化,为了保证足够的动力输出,传统电机需要一定体积的铁芯和绕组,这就导致电机“笨重”,尤其在对轻量化要求极高的新能源汽车、航空航天等领域,成为制约产品性能提升的关键因素。

核心革新:双转子电机的“双引擎”设计逻辑

双转子电机的突破,本质上是对传统电机结构的“重构”——它打破了“单转子”的限制,采用“单定子+双转子”的创新结构,相当于给“固定跑道”配置了“两个反向跑步的人”。具体来说,这种电机的定子位于中间,两侧分别设置一个转子(内转子和外转子),两个转子能够在磁场作用下向相反方向旋转,形成“对转”模式。

更关键的是,双转子电机还融入了“无轭化设计”和“双气隙磁场协同”两大核心技术。所谓“无轭化设计”,就是去掉了传统定子中用于固定绕组的“轭部”(铁芯的外围部分),让磁场能够更直接地作用于转子,大幅减少了铁芯的涡流损耗,这是提升效率的关键一步;而“双气隙磁场协同”则是让定子产生的磁场同时作用于两侧的内、外转子,两个转子的磁场相互配合、相互补充,避免了传统电机磁场分布不均的问题,让能量转换更充分。

如果用通俗的比喻解释:传统电机是“一个人推一辆车”,力气有限且发力不均;双转子电机则是“两个人从相反方向协同推车”,不仅发力更均衡,还能避免力量浪费,这就是它效率飙升的核心原因。

关键疑问:为什么能实现“高效+轻量化”双突破?

了解了结构设计,我们再解答最核心的疑问:双转子电机为何能做到98%效率和50%减重?答案就藏在“结构优化”和“能量利用效率”的双重提升中。

从效率提升来看,主要有两个关键点:一是无轭化设计减少了“铁损”,传统电机轭部占铁芯体积的30%以上,这部分是涡流损耗的主要来源,去掉轭部后,铁损可降低40%以上;二是双气隙磁场协同减少了“能量浪费”,传统电机的磁场只有一侧作用于转子,另一侧的磁场能量会被浪费,而双转子电机让磁场两侧都产生驱动力,能量利用率大幅提升。两者叠加,让电机效率突破98%成为可能——这意味着,输入电机的100度电,有98度能转化为机械能,仅有2度电被损耗。

从轻量化实现来看,核心是“结构集成化”带来的材料节省。双转子电机通过“单定子双转子”的设计,在相同动力输出的前提下,大幅缩小了电机的体积:传统电机需要两个独立电机才能实现的动力输出,双转子电机一个就能完成,相当于“用一套定子实现了两套电机的功能”。同时,无轭化设计减少了铁芯材料的使用,进一步降低了重量。数据显示,同等功率下,双转子电机的重量较传统电机减轻50%,体积缩小40%以上,这对于需要“减重增效”的新能源汽车、无人机等领域而言,无疑是革命性的突破。

行业实践:从实验室到量产,双转子电机已落地哪些场景?

或许有人会问,这样的“黑科技”是否还停留在实验室阶段?事实上,双转子电机已经开始进入产业化应用,最典型的就是宝马2026年的量产计划。据了解,宝马将采用的双转子电机,核心铁芯部件由国内企业华新精科供应,该企业通过自主研发的“高速级进模模内点胶技术”,进一步提升了电机铁芯的电磁性能和能效,确保双转子电机能够稳定量产。

除了新能源汽车,双转子电机在其他领域也展现出广阔的应用前景:在汽车热管理系统中,美的威灵已经量产了双转子结构的CO₂压缩机,在高温高压环境下,双转子结构的受热变形更规则,能效和噪音控制都优于传统涡旋式压缩机;在工业领域,沈鼓集团为化工项目提供的产品气压缩机组,首次采用双电机驱动的双转子技术,实现了超大流量工况下的稳定高效运行;而在风电领域,双转子电机的轻量化优势能够降低风机传动系统的负荷,提升风电转换效率。

未来展望:双转子电机将重构哪些行业?

随着宝马等头部企业的量产推动,双转子电机有望开启“高效驱动”的新时代。在新能源汽车领域,它能让车型续航里程提升15%-20%,同时减轻车身重量,提升操控性能;在航空航天领域,轻量化和高效率的优势可用于无人机、eVTOL(电动垂直起降飞行器)等产品,延长续航时间、提升有效载荷;在工业自动化领域,高效电机能降低企业能耗,助力“双碳”目标实现。

当然,双转子电机的产业化也并非毫无挑战,比如高精度加工要求、复杂的磁场控制算法等,都是需要突破的技术难点。但不可否认的是,这种打破百年传统的创新设计,已经为电机技术的发展指明了新方向。

总结来说,双转子电机的核心密码,就是通过“结构重构”实现“能量利用效率”和“轻量化”的双重突破。从实验室到量产线,从新能源汽车到工业设备,这场电机技术革命已经拉开序幕,未来它还将给我们的生活带来哪些改变?让我们拭目以待。

寻找更便捷的解决方案?我们是专家! 立即点击「了解更多」,获取专业支持与前沿方案,让我们助力您的需求轻松解决。

滚动至顶部