寶馬i Ventures前段日子領投了初創公司Deep Drive的1610萬美元A輪融資，原因是看上了后者的雙轉子電機——DeepDrive聲稱，他們的電機拓撲結構設計可以輕松實現800+km的續航能力，扭矩密度、制造成本和材料需求也更占優勢。

 

聽起來應該不只是多個轉子那么簡單，對吧？我們今天就聊聊雙轉子電機大概是怎么回事。

設計之別：關鍵在磁路

從結構來說，雙轉子電機和傳統的單轉子設計最大的不同恐怕在于磁路結構的不同。在傳統的單轉子設計中，磁感線需要穿過定子→氣隙→轉子→鐵軛→返回定子完成閉環；而在雙轉子設計中，情況就大大簡化了——磁感線在轉子之間直接實現閉合。

 

這種差異的來源在于雙轉子電機顯著減少體積（或者干脆取消）的鐵軛。在典型的雙轉子設計（外-定子-內結構）中，原本應該負責導磁+散熱+支撐作用的鐵軛反而成了累贅；于是，尋求新的繞組方式、讓線圈支撐自己就成了新的設計方向。以Deep Drive的設計為例，他們的雙轉子電機就完全取消了鐵軛，轉子銅線也采用了特殊的、可承力的安排：

 

為了進一步提升輸出和平衡性，目前的雙轉子電機還往往使用軸向磁通的設計——一來這有利于提升有效磁表面面積，二來軸向電機本身也需要雙轉子或雙定子來抵消軸向磁吸引、防止軸承過載。可以說，軸向磁通+雙轉子的設計是相輔相成的。

好處都有哪些？

前面提到，雙轉子電機的鐵軛要么沒有，要么顯著縮小，這就引出了這種設計的第一個優勢：它的鐵耗要顯著低于傳統設計。一般而言，雙轉子電機的定子鐵芯用量最多可減少80%，磁鐵用量減少50%，且磁通路徑短，鐵損和磁滯損耗都會下降。這些能量損耗壓下來之后，實際上等效于雙轉子電機的高效區間要更大——這也是Deep Drive自信“輕松800km續航”的底氣所在。

 

其次，由于磁場的利用率足夠高，雙轉子電機完全可以使用低牌號磁鋼甚至無重稀土方案，這在一些西方國家制造商（比如一直強調減少稀土依賴的寶馬）眼里是個不可多得的優勢；另一方面，哪怕僅從量產角度來考量，這也能大幅度降低生產成本。

 

由于當下比較成熟的雙轉子電機方案往往都采用軸向磁通量設計（Traxial、YASA 和EMRAX都有這類方案），不難想象實用化的雙轉子電機一般也會以扁平和緊湊著稱。這樣的特性除了易于在車內布置、給其他設備騰出更多空間以外，散熱性能也具備先天優勢，綜合下來實際上可以帶來更高的軟性效率提升。

 

另外，如果愿意使用雙氣隙/雙通道獨立轉子結構，雙轉子電機還有一個額外的好處：電機可以通過對轉子的獨立控制，實現直接的差速或扭矩矢量控制。換句話說，雙轉子電機完全可以兼任電動汽車用電子差速器的角色——但對應地，雙氣隙設計需要更高的加工精度需要攻克。

前景：不只是汽車

 

幾年前我們曾經轉發過一則視頻，講的是軸向磁通電機在航空領域的前景——考慮到現在的雙轉子電機多是軸向磁通電機，類似的結論也可以大致套用：對于動力裝置，還有什么比【結構緊湊+功率密度大+高效率】對航空器更重要的呢？除了電動汽車，商用的電動飛機在電池技術成熟后完全也可以使用雙轉子電機。

 

另外，仔細想想剛才提到的差速能力，還有一個（反向）應用方向呼之欲出：發電。在變速恒頻發電的應用場合下，電機可以設計成外轉子連接風輪（轉速隨風速變化）+內轉子保持同步速度的形式，通過相對旋轉實現差速調節，電機可在亞同步（吸收功率）或超同步（輸出功率）模式下工作，確保扭矩平衡和高效發電。