Почему аксиальные электродвигатели вызывают интерес в электромобилях?

Технологии электромобилей
Автор: Deniz Erkan
Создание: 21 Октябрь 2026

Осевые двигатели, развивающие в два-четыре раза больший крутящий момент при том же объёме, обозначают новый предел удельной мощности в электромобилях.

Поделиться этой страницей

В аксиально-поточных двигателях магнитный поток течёт параллельно оси вращения двигателя; в отличие от радиального (якорного) потока в классических радиально-поточных двигателях, он проходит по прямой линии от полюса к полюсу через дискообразный ротор. Такой короткий путь потока и большой активный диаметр позволяют получить больший крутящий момент и мощность из того же объёма; именно поэтому аксиально-поточная архитектура всё чаще обсуждается в контексте ориентированных на производительность электромобилей. Но почему она используется не в каждом автомобиле, а всё ещё только в отдельных моделях?

Основные моменты

При подходящей конструкции аксиально-поточные двигатели могут быть в 2-4 раза более крутящимися на единицу массы, чем радиально-поточные аналоги.
В лабораторном прототипе мощность 550 кВт, мощность, масса 13,1 кг масса и и удельная мощность 42 кВт/кг .
Mercedes-Benz начала крупносерийное производство аксиально-поточных двигателей в июне 2026 года в Берлине-Мариенфельде.
Тепловое управление и сложность производства остаются главными узкими местами этой архитектуры.

Что такое аксиальный поток и чем он отличается от радиального?

В любом электродвигателе магнитный поток выходит из магнита, проходит через воздушный зазор, достигает обмоток и возвращается по замкнутому пути. Разница заключается в геометрии этого пути. В радиально-поточном двигателе - доминирующей сегодня топологии электромобилей - статор представляет собой цилиндрический пакет, и поток проходит в радиальном направлении цилиндра, то есть перпендикулярно оси вращения. Поток проходит длинный путь от полюса ротора к зубцу статора, от заднего железа статора (ярма) к другому зубцу и оттуда к другому полюсу ротора.

В аксиально-поточном же двигателе ротор и статор превращаются в диски, расположенные друг за другом вдоль вала; воздушный зазор также является плоским. Поток идёт через воздушный зазор напрямую от полюса к полюсу, параллельно оси. Этот короткий путь снижает сопротивление магнитного поля, позволяет ему оставаться сильным и повышает КПД и удельную мощность. Кроме того, поскольку путь потока одионаправленный, можно использовать электротехническую сталь с текстурой по направлению зерна; этот материал обеспечивает более высокую магнитную проницаемость и, снижая потери в железе, может дать прирост КПД до 2%.

Распространённые конфигурации

Аксиально-поточные машины выпускаются в трёх основных компоновках:

Один статор - один ротор: Простейшая конструкция, однако одностороннее магнитное притяжение нагружает ротор и требует ярма.
Двойной статор - один ротор: Два статора охватывают ротор с двух сторон; магнитное притяжение уравновешивается, и это самый распространённый выбор для мощных применений.
Один статор - двойной ротор: Устраняет необходимость в ярме; предлагает более лёгкую и эффективную конструкцию.

Почему из того же объёма получается больший крутящий момент?

Крутящий момент - это произведение силы на радиус. В радиально-поточном двигателе активный материал находится внутри цилиндрического пакета, поэтому поверхности, создающие момент, масштабируются квадратом диаметра. В аксиально-поточной конструкции активный материал может быть распределён на обширной площади к внешнему радиусу диска, и момент растёт кубом диаметра ротора. Для того же установленного объёма магнитная поверхность и поверхность охлаждения также больше.

Обратимся к цифрам: в зависимости от двигателя аксиально-поточные двигатели могут быть в 2-4 раза более крутящимися на единицу массы, чем стандартные радиально-поточные. Самый впечатляющий пример прототипа, 550 кВт (738 л.с.) и весящий всего 13,1 кг двигатель: 42 кВт/кг удельная мощность - заявлена как самое высокое значение из когда-либо объявленных. Для сравнения: двигатель мощностью 500 кВт у одного из конкурентов, ориентированных на запас хода и эффективность, весит 31,4 кг и выдает уровень 16 кВт/кг. Ближе к серийному производству пример скромнее: устанавливаемый друг на друга двигатель весом 37 кг с крутящим моментом 800 Нм и осевой длиной 98 мм дает плотность свыше 5 кВт/кг.

Двигатель	Пиковая мощность	Масса	Удельная мощность
Прототип осевого двигателя (2025)	550 кВт	13,1 кг	42 кВт/кг
Радиальный референсный двигатель (премиум-сегмент)	500 кВт	31,4 кг	16 кВт/кг
Осевой двигатель, ориентированный на серийное производство	-	37 кг	>5 кВт/кг
Авиационный осевой двигатель (примерный диапазон)	-	-	4,58–5,02 кВт/кг

Вывод из таблицы очевиден: осевая топология заметно впереди по пиковой удельной мощности, но это преимущество действует не при любых оборотах и не в каждой рабочей точке. На низких оборотах осевой двигатель обеспечивает лучший крутящий момент, а на высоких радиальный способен выдавать больше мощности. Кроме того, осевой двигатель не всегда автоматически эффективнее в каждой рабочей точке; КПД зависит от конструкции, материалов, скорости и стратегии охлаждения.

Почему осевые двигатели в электромобилях вызывают интерес?

Потому что в сегменте производительности конкретные продукты уже на подходе. Mercedes-AMG GT 4-Touring Coupe выделяется как одно из первых серийных применений осевых двигателей; объявлено, что вариант с тремя осевыми двигателями 860 кВт (1.169 л.с.) выдает пиковую мощность. Компания сообщила, что в июне 2026 года на заводе в Берлине-Мариенфельде началось крупносерийное производство этих двигателей и что производство требует исключительной точности, надежности процессов и автоматизации. На концептуальном этапе было объявлено, что двигатели AMG GT XX Concept с тремя осевыми двигателями обладают втрое большей удельной мощностью и на треть меньшей массой; платформа AMG.EA объединяет эти двигатели с батареей с прямоточным охлаждением ячеек.

Вторая причина - свобода компоновки, которую дает топология. Осевые двигатели могут устанавливаться в виде тонких дисков; небольшая осевая длина около 98 мм позволяет встроить двигатель в плотно заполненный трансивер. Та же геометрия привлекательна и для мотор-колес: благодаря небольшой массе, которая существенно не увеличивает неподрессоренные массы, осевой двигатель считается одним из сильнейших кандидатов для архитектуры мотор-колес - хотя есть и конкурирующие разработчики, работающие над редкими радиальными мотор-колесами с двумя роторами, и эта дискуссия о топологиях продолжается.

Третий референс - авиация. Самолет, установивший рекорд скорости для электросамолетов, летал с тремя осевыми двигателями; поставщики двигателей работают над целями 50 кВт/кг для авиационного класса. Сближение интересов автомобилестроения и авиации вокруг одной топологии усиливает интерес инженерного сообщества и любопытство широкой публики.

Наследие YASA

YASA - название происходит от архитектуры Yokeless and Segmented Armature и сегодня является дочерней компанией Mercedes-Benz - самое заметное имя аксиального потока в автомобильной промышленности. Её двигатели Koenigsegg Regera, Ferrari SF90 Stradale и 296 GTB, Lamborghini Revuelto и McLaren Artura использовались в гибридных и электрических высокопроизводительных автомобилях; Jaguar C-X75 они также присутствовали в концепте. Совсем не случайно, что все эти автомобили относятся к сегменту высоких характеристик: технология всё ещё дорога и сложна в производстве, поэтому она сначала появляется в высшем сегменте.

Препятствия на пути к серийному производству

Aksiyel akı motorların henüz her garajda olmamasının sebebi mühendislik zekâsı değil, onlarca yıllık üretim zincirine sahip radyal akı rakiplerinin olgunluğudur.

Электромагнитное преимущество - это одно; масштабировать его до сотен тысяч экземпляров - совсем другое. Есть конкретные причины, по которым аксиальный поток не может получить широкое распространение:

Механические ограничения: Широкий роторный диск создаёт высокую инерцию и значительные центробежные силы; это может ограничивать максимальные обороты. Роторные диски должны выдерживать механические напряжения и жёсткие допуски воздушного зазора.
Точность производства: Контроль плоскостности, концентричности, балансировки и допусков более критичен, чем при радиальном потоке. Сегменты в форме клина могут привести к неравномерному распределению потока, а сегменты, сужающиеся к центру, ограничивают место для обмотки.
Стоимость: Дорогие процессы склеивания и соединения препятствовали выходу многих концептов в серийное производство. Автопроизводители ждут доказательств долгосрочной надёжности для серийного производства.
Разрыв в зрелости: У двигателей с радиальным потоком есть десятилетиями сложившаяся производственная цепочка с множеством поставщиков; производственное оборудование для аксиального потока менее зрелое.

Тепловой менеджмент: связующее ограничение

Компактная аксиальная конфигурация сокращает поверхность для отвода тепла. Для постоянной производительности тепловой менеджмент в литературе определяется как известное связующее ограничение; из-за высокой плотности тепла ведётся работа над решениями с жидкостным охлаждением. Большая поверхность охлаждения при том же объёме даёт преимущество, но геометрия источников тепла отличается от радиального потока, а размещение каналов охлаждения в плоскости диска создаёт отдельную конструкторскую проблему. Практический итог: двигатели с аксиальным потоком легко выдают свою пиковую мощность в течение коротких промежутков времени, а постоянную мощность определяет тепловой предел.

Зубцовый момент и акустика

В аксиальных двигателях с постоянными магнитами зубцовый момент - колебание крутящего момента, возникающее из-за склонности ротора выравниваться с зубцами статора магнитов - может быть источником вибрации и акустического шума на низких оборотах. Существуют методы снижения, такие как чередующиеся магнитные полюсные распределения; это дополнительный слой оптимизации конструкции, добавляемый к производственным допускам.

Актуальные разработки и неподтверждённые границы

Передний край архитектуры расширяется. В июне 2026 года китайские исследователи на 18 000 об/мин 25,73 кВт/кг'a достигло и, по имеющимся данным, обеспечивает примерно на 50% меньший вес и сокращение осевых размеров по сравнению с традиционными двигателями; эти цифры основаны на вторичных сообщениях, пока не подтверждённых независимо. Циркулирующие в социальных сетях заявления, такие как время разгона 0–100 км/ч, также ожидают официального подтверждения. С другой стороны, в авиационной сфере шаги более твёрдые: в 2025 году разработчик грузовых летательных аппаратов официально объявил о покупке двигателей у специализированного поставщика осевых электродвигателей.

У специалистов по топологии есть важное предостережение: вопрос о том, является ли осевой поток электромагнитно превосходящим, сам по себе неверен. Двигатель - это элемент системы; если он не создаёт системной ценности вместе с инвертором, охлаждением, трансмиссией и производственными затратами, преимущество не реализуется автоматически. Поэтому большинство аналитиков прогнозируют, что радиальный поток останется основным рабочим направлением мейнстрима, а осевой поток будет завоёвывать позиции в сегментах высоких характеристик и нишевых.

Итог: Преимущество реально, путь долог

Архитектура осевого потока опирается на обоснованное физическое обоснование: короткий магнитный путь, большой активный диаметр и рост крутящего момента пропорционально кубу диаметра. Прототипные значения, достигающие 42 кВт/кг, показывают, что это преимущество - не выдумка. Но та же физика приносит с собой широкий ротор, сложное тепловое управление и жёсткие производственные допуски. Сегодняшний итог таков: двигатели радиального потока движут мейнстрим благодаря эффективности, стоимости и зрелости производства, а осевой поток продвигается как сильная альтернатива везде, где решающими являются высокий крутящий момент и удельная мощность - в высокопроизводительных автомобилях, схемах с двигателями в колёсах и электрической авиации. Крупномасштабное серийное производство, запущенное Mercedes-Benz в 2026 году, станет первым серьёзным испытанием на пути выхода этой топологии из нишевого сегмента.