重點先講：電動車馬達的效率早就在 95% 上下，大家以為剩下的油水不多了。Proterial 和 FEV 這份研究的意思是：剩下那 4%～5% 的損失裡，有一大塊卡在鐵芯材料，而鐵芯一換，整個傳動設計（轉速、極數、減速比）都可以重新排一次。效率、功率、重量三個指標同時變好，這在馬達設計裡很少見。
發生了什麼
- 2026 年 10 月 5 日，日本材料大廠 Proterial（前日立金屬）與德國工程顧問 FEV 發布聯合研究，並在 10 月 5～7 日的 Aachen Automotive Colloquium 發表，FEV 攤位展出馬達結構模型。
- FEV 先建立一顆代表主流純電車的 230 kW 參考馬達（矽鋼片鐵芯），再用電磁模擬評估改用 Proterial 的非晶合金薄帶鐵芯，加上無重稀土釹燒結磁石。
- 結果：峰值功率 300 kW、馬達重量 72.8%（少約 27%）、WLTP Class 3 效率 95.5% → 97.9%。
- 官方強調這是模擬結果，「顯示有潛力」，不是實車量產數據。
| 項目 | 參考馬達（矽鋼片） | 本研究（非晶合金） |
|---|---|---|
| 鐵芯材料 | 矽鋼片 | 非晶合金薄帶（積層黏合） |
| 磁石 | 釹磁石 | 釹磁石（不含重稀土） |
| 極數／槽數 | 8 極 72 槽 | 12 極 72 槽 |
| 定子外徑 | 200 mm | 200 mm |
| 最高轉速 | 14,900 rpm | 20,000 rpm |
| 減速比 | 10.8 | 14.4 |
| 鐵芯有效長度 | 100% | 77.1% |
| 馬達重量 | 100% | 72.8% |
| 峰值功率 | 230 kW | 300 kW |
| WLTP Class 3 效率 | 95.5% | 97.9% |
| ARTEMIS MW 150 效率 | 95.3% | 97.4% |
表格數據來源：Proterial／FEV 新聞稿 Table 1。
一句話版本：不是「換個更好的鐵」就結束，而是鐵損降了之後，馬達敢轉更快、做更短，再用減速比把扭力補回來。
工程重點 1：鐵損是什麼，非晶合金為什麼比較低
馬達鐵芯裡的磁場每秒正反翻轉幾百到上千次，每翻一次都會損失能量，這就是鐵損，主要分兩種：磁滯損（磁區來回翻轉的摩擦）和渦流損（鐵片裡被感應出的環形電流發熱）。渦流損大致跟板厚的平方、頻率的平方成正比，所以矽鋼片要做薄、還要加矽提高電阻。非晶合金是熔融金屬急速冷卻、來不及結晶的「玻璃態金屬」，沒有晶界、電阻率高，厚度只有一般矽鋼片的約 1/10（Proterial 2024 年資料），渦流和磁滯損都明顯更低。這正是我們在矽鋼片那集講的：鐵芯材料決定馬達在高頻下會不會「自己把自己烤熟」。
工程重點 2：為什麼要拉到兩萬轉、改成 12 極
馬達功率 ≈ 扭力 × 轉速。轉速拉高，同樣功率需要的扭力就變小，而扭力大致跟轉子體積成正比，所以馬達可以做短做輕。代價是電頻率暴增：以表上參數換算（本文自行計算），參考馬達 8 極、14,900 rpm，電頻率約 993 Hz；新設計 12 極、20,000 rpm，約 2,000 Hz，整整兩倍。換成矽鋼片，鐵損會跟著頻率一路往上衝；換成非晶合金，才撐得住。減速比從 10.8 改成 14.4，換算到輪端：14,900 ÷ 10.8 ≈ 1,380 rpm，20,000 ÷ 14.4 ≈ 1,389 rpm，幾乎一樣，所以車子的極速和輪上扭力維持不變。馬達端只需要約 75% 的扭力（10.8 ÷ 14.4），剛好對上鐵芯有效長度 77.1%。
工程重點 3：效率多 2.4 個百分點，實際有多少
95.5% → 97.9% 看起來只多 2.4 個百分點，但換個角度看，馬達本身的損失從 4.5% 降到 2.1%，少了一半以上（約 53%，本文自行換算）。下面用假設值做個算術示例：假設一台車在 WLTP 下馬達軸端要輸出 15 kWh/100 km，參考馬達需要輸入約 15.71 kWh，新設計約 15.32 kWh，每 100 km 省約 0.39 kWh、約 2.5%。這只算馬達本體，逆變器、減速齒輪的損失沒有算進去，實車效益會再打折。另外，損失減半代表發熱也減半，冷卻系統可以縮小，這部分在這份研究裡沒有量化。
工程重點 4：無重稀土磁石，和兩萬轉的機械代價
釹磁石要耐 100°C 以上的高溫，傳統做法是加鏑、鋱這類重稀土，資源少、價格波動大。Proterial 2025 年推出的無重稀土釹燒結磁石，宣稱同時保有高剩磁和高矯頑力，這次被用在 12 極轉子上。但兩萬轉不是免費的：轉子外緣的離心力跟轉速平方成正比，從 14,900 拉到 20,000 rpm，離心應力約變成 1.8 倍（(20,000/14,900)²，本文換算），磁石固定、轉子護套、軸承和油封都要重新驗證；減速比變大，齒輪級的損失和噪音也要重算。這就是為什麼我們在「兩萬轉的災難」那集說，高轉速是整個傳動系統的問題，不只是馬達的問題。
還缺什麼／待核
- 目前只有電磁模擬，沒有台架實測或實車數據；冷卻、NVH、溫升下的效率都還沒看到。
- 非晶合金約比矽鋼片硬 5 倍，沖壓模具壽命短，Proterial 用積層黏合（佔積率 90% 以上）改善，但量產良率與成本沒公布。
- Fe 系非晶合金的飽和磁通密度一般比矽鋼片低（常見材料值約 1.5～1.6 T 對約 2 T），尖峰扭力時鐵芯會不會先飽和，需要完整設計資料。
- 2 kHz 電頻率下，扁線繞組的集膚效應與交流銅損、逆變器的切換頻率需求，新聞稿沒有交代。
- 減速比 14.4 的單速減速器效率、噪音，以及整個電驅系統（馬達＋逆變器＋齒輪）的總效率，還沒有數字。
延伸影片（@vkinng）
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換你說：你覺得非晶合金馬達最大的關卡是哪一個？沖壓量產成本、兩萬轉的轉子強度，還是減速齒輪的噪音？留言告訴我。
資料來源： Proterial／FEV 新聞稿（2026-10-05）、 新聞稿 PDF（含 Table 1）、 Proterial 積層黏合非晶合金薄帶（2024-02-13）、 Proterial 無重稀土釹燒結磁石（2025-07-22）。電頻率、輪端轉速、損失比例、離心應力倍數與能耗示例為本文依公開參數及假設值自行計算；非晶合金飽和磁通為一般材料典型值。
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