在電動車技術(shù)競爭愈發(fā)激烈的當(dāng)下,寶馬憑借一項創(chuàng)新電機(jī)技術(shù)引發(fā)行業(yè)關(guān)注。其與創(chuàng)業(yè)公司DeepDrive深度合作研發(fā)的雙轉(zhuǎn)子電機(jī),以“高效低耗”為核心賣點,有望成為電驅(qū)領(lǐng)域的新變量。這項技術(shù)突破不僅源于寶馬對電驅(qū)系統(tǒng)的長期布局,更折射出傳統(tǒng)車企在電動化轉(zhuǎn)型中的技術(shù)攻堅路徑。

作為較早布局電動車的傳統(tǒng)車企,寶馬的電驅(qū)技術(shù)路線始終強調(diào)差異化。其技術(shù)體系包含兩大支柱:一是堅持使用電勵磁永磁同步電機(jī),通過直流電勵磁替代永磁體,降低對稀土材料的依賴;二是重點研發(fā)大圓柱電芯,提升電池能量密度。此次雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的突破,則是對電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的根本性革新。該技術(shù)源于2021年寶馬與DeepDrive的合作,后者在電機(jī)設(shè)計領(lǐng)域積累的專利技術(shù),成為寶馬技術(shù)迭代的關(guān)鍵支撐。
雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的核心創(chuàng)新在于其獨特的“雙轉(zhuǎn)子-單定子”結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)同步電機(jī)多采用“外定子內(nèi)轉(zhuǎn)子”的經(jīng)典布局,而雙轉(zhuǎn)子電機(jī)以定子為中心,在內(nèi)部嵌套一個轉(zhuǎn)子,外部再套合另一個轉(zhuǎn)子。這種設(shè)計并非簡單疊加,而是基于磁通路徑的優(yōu)化:兩個轉(zhuǎn)子的永磁體均采用表貼式設(shè)計,使磁力線從內(nèi)轉(zhuǎn)子出發(fā),穿越氣隙、定子后,直接與外轉(zhuǎn)子形成閉合回路。相較于傳統(tǒng)電機(jī)需要厚重鐵軛引導(dǎo)磁通回流的設(shè)計,雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的磁路更緊湊,鐵芯用量大幅減少。
鐵耗的優(yōu)化是雙轉(zhuǎn)子電機(jī)最顯著的效率提升點。永磁電機(jī)的鐵耗主要由磁滯損耗和渦流損耗構(gòu)成,前者源于硅鋼片在交變磁場中的反復(fù)磁化,后者則因電磁場感應(yīng)產(chǎn)生渦流。現(xiàn)代電機(jī)通過采用薄硅鋼片、涂覆絕緣漆等方式降低鐵耗,但傳統(tǒng)單轉(zhuǎn)子電機(jī)因磁通路徑較長,仍需大量鐵芯支撐,導(dǎo)致鐵耗在總損耗中占比高達(dá)20%-50%。雙轉(zhuǎn)子電機(jī)通過縮短磁路、減少鐵芯用量,直接降低了這兩類損耗。DeepDrive的測試數(shù)據(jù)顯示,在相同扭矩和功率條件下,其硅鋼片用量從傳統(tǒng)電機(jī)的24.7kg降至3.6kg,鐵耗顯著下降。

成本優(yōu)勢是雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的另一大競爭力。由于鐵芯和永磁體用量大幅減少,其活性材料總重僅15.4kg,較傳統(tǒng)電機(jī)的30.3kg降低近一半。DeepDrive的預(yù)估成本顯示,雙轉(zhuǎn)子電機(jī)單價為89歐元,僅為傳統(tǒng)電機(jī)157歐元的一半。這種成本優(yōu)勢在規(guī)模化應(yīng)用后將進(jìn)一步放大,尤其適合對能耗和成本敏感的中低端電動車市場。
與同為雙轉(zhuǎn)子設(shè)計的軸向磁通電機(jī)相比,DeepDrive的技術(shù)在材料利用率上更勝一籌。軸向磁通電機(jī)雖采用“定子居中、兩側(cè)轉(zhuǎn)子”的三明治結(jié)構(gòu),具備輕量化優(yōu)勢,但其永磁體用量仍達(dá)1.7kg,硅鋼片用量也高于DeepDrive的方案。在相同電氣性能下,DeepDrive的電機(jī)在WLTP能耗、重量和成本三項指標(biāo)上均表現(xiàn)最優(yōu),顯示出其設(shè)計在效率與成本之間的平衡能力。
技術(shù)落地的挑戰(zhàn)同樣不容忽視。雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的工程化面臨三大難題:氣隙均勻性控制、熱量傳導(dǎo)路徑優(yōu)化和轉(zhuǎn)速限制。兩個氣隙的均勻性直接影響磁場分布,任何偏差都會導(dǎo)致震動和額外損耗;精簡的鐵芯結(jié)構(gòu)減少了熱量傳導(dǎo)路徑,需重新設(shè)計冷卻系統(tǒng);內(nèi)轉(zhuǎn)子表貼式永磁體在高速旋轉(zhuǎn)時面臨離心力挑戰(zhàn),制約了電機(jī)轉(zhuǎn)速提升。DeepDrive已通過專利技術(shù)應(yīng)對這些問題,例如采用新型氣隙調(diào)節(jié)裝置和分布式冷卻通道,但量產(chǎn)穩(wěn)定性仍需驗證。
寶馬的示范應(yīng)用將成為雙轉(zhuǎn)子電機(jī)成敗的關(guān)鍵。據(jù)傳,該技術(shù)將率先搭載于寶馬New Class平臺車型,若應(yīng)用效果良好,可能推動其向輪轂電機(jī)、發(fā)電機(jī)等構(gòu)型擴(kuò)展。DeepDrive已開發(fā)出中央驅(qū)動、輪轂電機(jī)和發(fā)電機(jī)三種版本,并支持多級聯(lián)模式,設(shè)計靈活性不遜于軸向磁通電機(jī)。然而,技術(shù)普及不僅取決于性能優(yōu)勢,更依賴工業(yè)化制造能力。DeepDrive計劃2026年實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn),2028年推進(jìn)大規(guī)模生產(chǎn),但量產(chǎn)良率、成本控制和供應(yīng)鏈協(xié)同仍是未知數(shù)。
在電動車驅(qū)動電機(jī)技術(shù)變革中,雙轉(zhuǎn)子電機(jī)與軸向磁通電機(jī)正形成兩條并行路徑。軸向磁通電機(jī)因電磁理論成熟、制造工藝完備,已成為主流變革方向;而雙轉(zhuǎn)子電機(jī)憑借獨特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢,可能先在小眾市場立足,再通過技術(shù)迭代擴(kuò)大應(yīng)用范圍。寶馬的入局,不僅為自身電驅(qū)技術(shù)構(gòu)建差異化壁壘,也為行業(yè)提供了新的技術(shù)參考——在效率與成本的永恒博弈中,結(jié)構(gòu)創(chuàng)新或許比材料迭代更具顛覆性。



















