他们让磁钢升级，电机“瘦身”

　　【成果变形记】　

　　6月5日，我国高性能轴向磁通电机研究新突破在浙江金华发布。依托中国科学院宁波材料技术与工程研究所研发的PGH高性能专用磁钢，上海盘毂动力科技股份有限公司首次实现轴向磁通电机批量生产，达到万台级交付。这种电机体积小、重量轻、动力足，可降低新能源汽车能耗，使机器人关节动力更充沛、承载能力更强，让低空飞行器更轻快。

　　轴向磁通电机是人类历史上最早出现的电机形态，1821年英国物理学家迈克尔·法拉第发明人类历史上第一台电动机——圆盘式电机（法拉第圆盘），磁力线沿轴向穿过旋转铜盘，是轴向磁通电机的原始雏形。1831年法拉第基于同一原理制成圆盘发电机，但受限于材料、设备等原因，无法实现批量应用。随后，径向磁通电机因工艺简单、制造便捷、力学稳定快速崛起，成为各种动力场景应用的主力。近年来，新能源汽车、低空飞行器、人形机器人等领域对电驱动系统极致轻量化、短轴向、高效率的需求爆发，轴向磁通电机重新进入大家视野，成为下一代电驱核心技术，备受各国关注。

　　这两家单位凭什么能突破这个被尘封两个世纪的技术难题？

　　时间回到几年前，双方第一次对接会上，盘毂动力创始人韩军提了一个出乎意料的想法：先别碰磁钢配方比例，先去跟车。“我们要的不是一块‘性能最好’的磁钢，而是一块‘在车里不坏’且成本能让市场接受的磁钢。”

　　宁波材料所高级工程师丁广飞觉得这个思路不太一样：“我们通常仅仅从材料指标出发，如磁能积、矫顽力、耐温等级等，但真实工况里，温度在变、电流在变、磁场方向在变，材料在实验室行，不意味着在真实工况里行！”

　　双方的合作“不走寻常路”：宁波材料所不直接做材料，而是先接收盘毂动力从电动公交、电动汽车、电动矿卡中提取的“需求清单”——磁钢承受的离心力是多少；在急加速急减速的某类工况中，磁场交变频率如何变化……

　　“这叫‘应用场景反向定义材料’。”韩军说，“产学研合作的一个难点，就在于科研院所不了解企业真正需要什么，企业也不知道科研院所擅长什么，这种合作解决了这个问题！”

　　需求明确后，分工变得清晰。

　　宁波材料所发挥特长，负责机理研究——搞清“为什么会退磁”“什么微观结构最抗交变冲击”，并在无数种候选成分组合中快速筛选。

　　盘毂动力则开展轴向磁通电机的制造设计。“实验室里做得出、产线上做不出，对于企业而言等于零。”韩军说，“研究所懂材料机理，我们懂电机工程，两边的人坐在一起，‘吵’了几年，‘吵’出了成果。”

　　在这个过程中，双方的合作协议里没有“论文指标”，考核标准只有一条：能不能上线量产。

　　为此，盘毂动力提供产线数据给宁波材料所。科研人员还要到工厂里，看每一批磁钢的实际表现，然后再优化配方。

　　“以前我们做完材料，交给企业就结束了。”丁广飞说，“现在我们要持续跟踪，看材料到底有没有衰减。”

　　这种“绑定”带来了收获：PGH磁钢性能跨越式提升，且成本可控，符合市场量产要求，避免了“好材料造出来太贵，用不起”的尴尬。

　　截至目前，凭借轴向磁通电机，盘毂动力累计申请专利近1700件。金华兰溪工厂年产30万台，是唯一实现万台级轴向磁通电机量产的企业。

　　目前，双方已经开始了下一代新材料的预研。这一次，需求清单更长了——来自正在研发中的电动垂直起降飞行器和人形机器人。

　　“飞行器和机器人要求电机更耐高温度、更低重量、动力更足，我们已经提前布局。”韩军说。

　　（本报记者 詹媛）