法拉第 200 年前夢想的「軸向馬達」，賓士終於準備實裝了

電動車仍然處於起步階段，許多車廠致力於電池技術、空氣力學、電池管理和各種其他酷炫科技，但電動車的另一項核心：「馬達」似乎已經發展到了極致，已經被永磁同步馬達完全主宰，不過，一款科學家理想中的馬達，今年終於問世了。

人們大聊電動車好處壞處之前，馬達似乎常被忽視，畢竟這是小學生 DIY 就玩過的東西，且日常生活隨處可見，也因為如此，製造電動車認為是比燃油車更簡單的事，小朋友就會開的玩具電動車，換成大電池跟大馬達不就好了嗎？

在這「誤會」驅動下，成千上萬創業者投入電動車領域，最後屍橫遍野，中國與美國加起來，真正活下來的電車新創大概只有十家，還有些搖搖欲墜中。要做出兼具續航、性能、成本和實用空間的電動車，需要非常多工夫，而賓士併購的馬達公司認為，自家馬達能改變世界。

2021 年賓士買下 YASA，這家名氣不大的小公司 2009 年就開始研究馬達，創辦人 Tim Woolmer 在牛津大學讀書時，找到一項古老技術，是知名科學家法拉第（Michael Faraday）的構想：軸向馬達（Axial flux motor）。YASA 馬達本身並不出名，但合作過的車廠卻名震天下。法拉利 2020 年發表首款插電混動車 SF90 Stradale，媒體大肆報導 V8 引擎，卻很少人提到三顆馬達就是 YASA 軸向馬達。更早之前，瑞典跑車 Koenigsegg 也採用 YASA 馬達，打造 1,500 馬力油電超跑，現在你知道為什麼賓士想要這馬達了吧？

軸向 vs. 徑向

時間倒轉至 200 年前，現在常見馬達發明前，法拉第軸向馬達概念更早出現，但技術要求太高，無法實現，後來由 Thomas Davenport 發明的徑向馬達勝出。徑向馬達體積大、對散熱、公差和穩定度要求較低，故製造成本與技術門檻也低。順帶一提，電流之父 Nikola Tesla 也研究過軸向馬達，他也放棄後，徑向馬達就正式統一天下。

解釋原理之前，先看看賓士宣稱新馬達的效益。相同輸出功率前提下，軸向馬達體積只有三分之一，永久磁鐵和矽鋼材用量也只有三分之一。此外，馬達半徑相同條件下，軸向馬達扭力幾乎是徑向馬達 2 倍。聽起來活脫脫是黑科技，那原理是什麼？

▲ 右邊是 YASA 軸向馬達，可看出體積輸出功率遠勝常見的徑向馬達。

首先說文解字，「向」指的是電流磁通（flux）方向，我們知道電動車馬達任務就是驅動轉軸，讓車輪轉動使車輛前進。所以「軸向」之意，就是磁通方向和傳動軸方向相同；「徑向」就代表磁通方向跟馬達半徑相同，也就是垂直於傳動軸。

YASA 軸向馬達使用外側雙層轉子夾住內層定子結構，當電流通過，轉子層開始旋轉帶動轉軸，所以不僅體積更小，轉子和定子間對稱磁場，能降低軸承摩擦和噪音，對延長使用壽命也有幫助。

附帶一提，YASA 全名是 Yokeless And Segmented Armature，軸向馬達原理上進一步移除定子軛部（yoke），加上獨立定子鐵心，降低鐵心材料用量及銅線纏繞定子損耗。

賓士要怎麼用這馬達？

說了這麼多 YASA 軸向馬達的優點，最重要的是如何實現？儘管賓士只在 Vision One Eleven 概念車展示新馬達，但很有機會出現在下世代賓士純電車。

看過電動車底盤的朋友，都知道馬達和電池佔了最主要空間，特別是雙馬達車型，前後輪軸都犧牲不少空間給馬達，加上電控、冷卻、線材和保護結構，使賓士和 BMW 這些傳統車廠電動車，即使省下巨大引擎和傳動結構，空間似乎還是頗侷限。

▲ 賓士 Vision One Eleven 和軸向馬達。（Source：Mercedes-Benz）

從軸向馬達特性看，賓士最合理運用，應該是後驅車搭配 YASA 馬達，能省下大塊後軸空間，放更多電池或讓車內空間更寬敞，維持相同馬力條件下，卻能有更大扭力，彌補後驅車加速較弱的缺點，又保留續航力高優點。

說來諷刺，即使買進黑科技，大幅縮減馬達體積，但其他車廠卻能使用徑向馬達同時將驅動元件越做越小；賓士等於花大錢拿歷史等級科技突破，才能追上競爭者的空間運用。

當然，賓士有自己的考量和設計原則，雖然至今我們還是不知道為何賓士電動車就是做不出前行李箱，甚至 EQE 後座地板還不是全平面，但肯定有合理的理由，對吧？從 Vision EQXX 到 Vision One Eleven，還有 F1 車隊各種技術，說賓士手握滿滿黑科技也不為過，真期待他們將這些殺手級應用早點導入市售車，要不然真的要追不上隔壁鄰居了。