汽车行业深度报告：轴向磁通电机：高功率密度等特点有望助力其成为下一代执行器用电机

轴向磁通电机行业分析报告总结

1. 轴向磁通电机结构优势明显，具有高功率密度等特点

• 核心部件：执行器是人形机器人实现运动的核心，电机作为其核心部件，负责将电能转化为机械能。
• 电机原理：电机通过电磁感应原理实现能量转换，旋转电机可细分为控制、功率和信号电机。
• 轴向磁通电机特点：磁通量平行于轴线的盘式电机，转子位于定子侧面，相比传统径向电机，重量和轴向尺寸减半，高效区间更广（>90%），扭矩密度和功率密度显著提升。
• 设计灵活性：可根据定转子数量组合成多种结构（单定子/单转子、单定子/双转子、双定子/单转子、多定子/多转子），满足不同应用需求。
• 性能优势：转矩与转子直径立方成正比，相同材料与转速下扭矩提升4倍，功率密度更高。
• 产业化进展：国内厂商盘毂动力已实现规模化量产，功率密度达21kW/kg，产品覆盖63W至900kW。
• 产业布局：国内科创企业与上市公司加速布局，如东睦股份（小象电机）、信质集团、卧龙电驱等。
• 应用领域：广泛应用于航空电动化、新能源汽车、机器人、风电等，轮边驱动潜力巨大。
• 市场空间：飞机用电机市场规模预计2027年达129亿美元，年复合增长率9.4%，5-10kW/kg功率密度轴向电机占据最大市场份额。

2. 盘式结构、散热等问题制约轴向磁通电机量产

• 优势与挑战并存：结构轻巧紧凑、转矩功率密度高、绕组利用率高、设计自由度大，但制造复杂、散热困难、成本偏高、机械应力大。
• 制造精度挑战：微小气隙偏差影响磁通分布和轴向磁吸力，易引发振动噪音，降低寿命；复杂3D结构难以采用传统叠片工艺，批量生产面临装配精度和制造工艺双重挑战。
• 散热问题：夹层结构和高比功率设计易出现散热不足，转子磁钢过热存在退磁风险，影响整体性能。

3. SMC一体压铸、定子结构优化等有望加速轴向磁通电机商业应用

• SMC材料应用：各向同性磁性、低涡流损耗、支持三维磁通设计，实现高性能、低能耗和批量稳定制造，小象电机定子一致性提升超15%，良品率达96%以上。
• 无铁芯设计优势：模块化定子和单齿绕线工艺降低制造难度，减轻铁损，提升功率密度。
• PCB定子优势：无铁芯设计显著减轻体积重量，降低损耗，提升效率与可靠性。
• 扁平线绕组优势：高槽填充率（比传统圆线高出约20-30%）、更优热管理、高速高频工况适应性、耐电压与耐热性。
• 热管理优化设计：定子分段、转子通风孔优化、导热材料布局，提升散热效率。
• 先进散热技术：液冷通道、碳纳米管导热、相变材料吸热，提升散热效率，实现高功率密度稳定运行。

4. 推荐关注在SMC、PCB定子及电机领域积累较深的企业

• 卧龙电驱：电机龙头，申请多项轴向磁通电机专利，聚焦电机结构优化与散热改进。
• 信质集团：掌握成熟轴向磁通电机技术，应用于电梯、汽车等传统行业，新设子公司布局人形机器人核心部件市场。
• 东睦股份：通过MIM工艺推动机器人轻量化，布局轴向磁通电机量产，2024年实现轴向磁通电机销售收入154.23万元。
• 易德龙：牵头苏州大学组建PCB定子磁通电机创新联合体，攻关轴向PCB电机关键技术，推动新一代工业与家用机器人电机产品研发与量产。

5. 风险提示

• 轴向磁通电机规模化生成不及预期
• 厂商送样进展不及预期
• 人形机器人、乘用车方面商用进展不及预期