英國(guó)YASA公司

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YASA成立于2009年，是一家軸向磁場(chǎng)電機(jī)和控制器制造商，總部位于英國(guó)汽車(chē)制造的中心地帶-牛津，其產(chǎn)品主要用于汽車(chē)，航空和船舶領(lǐng)域。YASA與汽車(chē)行業(yè)的多家客戶(hù)簽署了長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)和供應(yīng)協(xié)議，其在英國(guó)牛津開(kāi)設(shè)的新工廠年產(chǎn)能達(dá)10萬(wàn)臺(tái)，其中80%的產(chǎn)品出口到包括中國(guó)在內(nèi)的各地的汽車(chē)制造商，包括捷豹路虎、威廉姆斯等。

YASA研發(fā)的創(chuàng)新性的軸向磁場(chǎng)電機(jī)設(shè)計(jì)，具有的動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩密度，適合混動(dòng)車(chē)和純電動(dòng)車(chē)，使得汽車(chē)制造商擁有更大的設(shè)計(jì)自由度，在提升車(chē)輛的性能的同時(shí)還能減輕車(chē)重。該電機(jī)定子鐵心采用SMC材料，其高轉(zhuǎn)矩密度可達(dá)到30Nm/kg，高功率密度可達(dá)到10kW/kg，YASA-750電機(jī)產(chǎn)品在僅有25kg重量時(shí)，可表現(xiàn)出750Nm和100kW的峰值性能，而YASA-400產(chǎn)品經(jīng)過(guò)了*性能優(yōu)化設(shè)計(jì)，在僅有22kg的小重量和尺寸情況下，可達(dá)到150kW（700V）的峰值功率和400Nm的峰值轉(zhuǎn)矩。

YASA的申請(qǐng)始于2009年，其初申請(qǐng)涉及電機(jī)整體結(jié)構(gòu)（CN102365810B）、冷卻結(jié)構(gòu)、磁路結(jié)構(gòu)和定子線(xiàn)棒結(jié)構(gòu)，屬于該公司核心，覆蓋了YASA電機(jī)技術(shù)大部分創(chuàng)新點(diǎn)。由于YASA電機(jī)采用無(wú)軛鐵分段電樞（Yokeless And Segmented Armature）結(jié)構(gòu)，YASA型電機(jī)具有功率密度高，結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)省略了軛鐵也帶來(lái)了散熱困難，轉(zhuǎn)子剛度低等缺點(diǎn)。因此，在后續(xù)YASA公司又陸續(xù)申請(qǐng)了多項(xiàng)來(lái)解上述問(wèn)題，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)。

YASA電機(jī)的基礎(chǔ)冷卻方式為冷卻液在密閉冷卻腔體內(nèi)流動(dòng)，直接對(duì)定子線(xiàn)圈進(jìn)行冷卻，同時(shí)針對(duì)上述方案還提出了多項(xiàng)替代方案申請(qǐng)，包括蒸發(fā)冷卻、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)冷卻液飛濺冷卻、轉(zhuǎn)子軸通入冷卻液利用離心力帶動(dòng)冷卻液飛濺冷卻，轉(zhuǎn)子上設(shè)置葉片利用旋轉(zhuǎn)時(shí)的空氣壓力差對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻等，基本覆蓋了電機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)的絕大部分形式。此外，YASA針對(duì)定子繞組進(jìn)一步改進(jìn)，通過(guò)使用單層扁導(dǎo)體使得冷卻通道的水阻更均勻，以及在繞組和極靴之間形成間隙，使得冷卻液也可以對(duì)極靴進(jìn)行直接冷卻。同時(shí)，針對(duì)上述冷卻結(jié)構(gòu)，YASA提出了利用熱塑性聚合物注塑成型，并將極片粘接在外殼上的方式將線(xiàn)棒牢固的固定在定子外殼上。

此外，YASA公司還針對(duì)轉(zhuǎn)子剛度、齒槽轉(zhuǎn)矩等軸向磁場(chǎng)電機(jī)普遍存在的問(wèn)題提出了解決方案。

從對(duì)軸向磁場(chǎng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行設(shè)計(jì)，到提升電機(jī)性能，然后考慮電機(jī)的制造和裝配工藝，從而早期的輪轂電機(jī)構(gòu)造，到后期開(kāi)始考慮與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或動(dòng)力機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接，YASA公司對(duì)軸向磁場(chǎng)電機(jī)的技術(shù)研發(fā)涉及電機(jī)結(jié)構(gòu)及制造的各個(gè)方面，并針對(duì)電機(jī)在電動(dòng)汽車(chē)、船舶等應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。

YASA目前在共提交了41項(xiàng)，共計(jì)150余件（同族數(shù)量）申請(qǐng)，其中在中國(guó)共提交了6項(xiàng)發(fā)明申請(qǐng)，有1項(xiàng)已經(jīng)獲得授權(quán)。盡管YASA目前的數(shù)量不多，但對(duì)于其自身技術(shù)來(lái)說(shuō)，都是比較基礎(chǔ)的，是實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品高性能的重要技術(shù)，并且通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，其多件都難以進(jìn)行規(guī)避設(shè)計(jì)，成為了相關(guān)企業(yè)研發(fā)道路上主要絆腳石。

軸向磁場(chǎng)電機(jī)作為新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)其優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)都非常明顯，在傳統(tǒng)車(chē)企，如通用、本田等車(chē)企中其未來(lái)并明朗，盡管有像YASA這樣的企業(yè)將其以低成本實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但其相對(duì)于徑向磁場(chǎng)電機(jī)的市場(chǎng)來(lái)說(shuō)仍然非常之少。同時(shí)，從申請(qǐng)的角度來(lái)看，軸向磁場(chǎng)電機(jī)在新能源汽車(chē)中的應(yīng)用還處于發(fā)展階段，當(dāng)前其價(jià)格仍然相對(duì)較高，更多的研發(fā)機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品或技術(shù)仍主要用于競(jìng)賽、跑車(chē)以及學(xué)術(shù)研究，仍然是該領(lǐng)域的“高冷范”。

但是軸向磁場(chǎng)電機(jī)在新能源汽車(chē)上體現(xiàn)出來(lái)的高性能、小型化的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)由例如YASA、EMRAX公司向業(yè)界充分展示了，筆者也十分看好此類(lèi)電機(jī)在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的發(fā)展前景。并且在當(dāng)下，該領(lǐng)域還未出現(xiàn)紅海，因此是很多企業(yè)，尤其是注重研發(fā)投入、自主創(chuàng)新的企業(yè)占領(lǐng)市場(chǎng)的機(jī)會(huì)，相信那些已經(jīng)在路上的企業(yè)，只要注重研發(fā)投入，打造自己的核心技術(shù)，并提前進(jìn)行布局，便能夠在該領(lǐng)域掙得一席之地。