40年只做电机，一家苏北民企的国产替代之路

全球能源转型浪潮下，新能源汽车、高端装备、智能制造等产业的竞速，正逐步下沉至核心零部件的底层比拼。电机，作为现代工业的“动力心脏”，既是第二次工业革命留给人类的工业遗产，也是当下绿色低碳转型中绕不开的关键赛道。其中，永磁轮毂电机凭借结构紧凑、能效突出、控制精准等优势，被视为下一代驱动技术的核心方向，也成为全球制造业争夺的技术高地。

本期《隐形冠军》将走进国家级专精特新“小巨人”企业——徐州大元电机有限公司。这家从苏北三间瓦房中走出的民营工厂，用四十余年时间将自己嵌入了西门子、ABB、卧龙电驱等全球巨头的供应链体系；其主打产品高性能永磁轮毂电机，2024年在国内细分市场的占有率约20.91%，位居首位。

乡镇企业如何敲开全球巨头的供应链大门

电机是工业体系的基础部件，小到家用电器，大到高铁、航母、数控机床，几乎所有动力场景都离不开电机的支撑。数据显示，我国电机用电量占全社会用电量的60%以上，工业领域电机耗电占比更是超过75%。因此，电机能效的每一次提升，都对全社会节能降耗、“双碳”目标实现具有举足轻重的意义。

长期以来，高端电机市场被欧美日企业主导，本土企业想要切入全球供应链，几乎是一条从零开始的爬坡路。

1981年，土生土长的苏北青年王支业，从拆解旧电机、研究绝缘材料起步，开启了自己的创业生涯。没有系统的理论知识，就把旧电机反复拆解组装，琢磨每一个零件的功能与精度；没有客户资源，就背着样品辗转青岛、徐州、临沂等地的电机厂上门推销。第一笔生意只赚了几十元，却让这个年轻人认定：干电机配件能赚钱，也能干出一番事业。

“当时做电机，他们都是笑话我，说你一个镇上的小作坊，连一张像样的图纸都没有，怎么和国营大厂竞争？还有的劝我放弃。但我心里，总憋着一股劲，我一定能做出来。机器不会说谎，精度不够，那就找懂精度的人来问。”徐州大元电机有限公司创始人、董事长王支业回忆道。在那个物资匮乏、技术短缺的时代，国营大厂是工业体系的绝对主力，乡镇作坊想要进入电机配套领域，近乎天方夜谭。

为了攻克精度难题，他揣着自己都舍不得抽的香烟，登门向各地电机厂的工程师请教，从打磨模具开始，一点点修正工艺偏差。同心度不足导致转子摩擦，就反复调整模具；电磁声偏大，就一遍遍改进材料与装配。产品不合格，就重新送样；客户婉拒，就再上门。

民营经济没有天生的沃土，只有不肯认命的种子。

得到技术指导后的王支业带着厂里的师傅一遍遍从打磨模具开始，从绝缘材料，到电机配件，再到整机制造，王支业的电机产品逐渐赢得了青岛红旗电机厂等国内厂家的认可。而精度，这个曾经遥不可及的标准，在他们日复一日的钻研与突破中，最终成为他们手中最扎实的“硬功夫”。

1999年，王支业第一次前往瑞士ABB中国公司推销产品，连厂区大门都没能进入，对方委婉地表示已有稳定供应商。但他并没有因此退缩，在他看来，国际巨头的门槛，恰恰是产品质量最好的试金石。他反复上门沟通，争取到送样测试的机会。

ABB在测试中反复验证的，是产品在极端工况下的精度稳定性和一致性。2003年，经过长达两年的破坏性试验，大元电机正式通过ABB的供应商认证，成为其在中国的核心配套商。这张全球高端制造业的“通行证”，很快为企业打开了更广阔的市场，西门子、德马格、卧龙电驱等行业巨头陆续主动寻求合作，大元电机的产品开始进入全球供应链体系。

大元电机能够稳定承接的，往往正是国际巨头自己不愿意做或自己做了不划算的“硬骨头”——特种电压电机、多速电机、异形结构机壳，批量小、规格杂、精度要求苛刻。这类订单的共同特点是，标准化产线无法覆盖，需要供应商具备从铸件到绕组的全产业链自制能力。2002年，这家历经二十余年锤炼的乡镇电机厂正式更名为徐州大元电机有限公司，完成了从作坊式生产到规范化运营的关键跨越，也把“接得住最刁钻的需求”变成了自己的护城河。

王支业常说，“做产品靠运气肯定是不行的，只有把产品做精做细，把质量搞上去，我们的客户才能敞开大门跟我们更好地合作，路子才能走得更长更宽。”在全球供应链的严苛标准下，大元电机逐步建立起全产业链制造能力，从机壳、端盖的铸造加工，到定子绕线、嵌线装配，再到整机测试，每一个环节都严格按照国际标准把控品质，产品型号拓展至数千种，具备全流程定制化制造能力。

永磁轮毂电机如何实现国产替代

2015年，《中国制造2025》行动纲领发布，节能与新能源汽车被列为十大重点发展领域之一。电机系统作为新能源汽车的核心动力部件，直接影响车辆的动力性能、能效、驾驶舒适性以及续航里程。在电机行业深耕三十余年，王支业先人一步，将目光落在高性能永磁轮毂电机上。

轮毂电机技术（In-Wheel Motor Technology），又称车轮内装电机技术，是一种将动力、传动和制动装置全部整合到车轮轮毂内部的电动汽车驱动技术。传统驱动系统要经过电机、减速器、传动轴、差速器等一系列中间环节才能传递到车轮，而轮毂电机驱动系统则省去了中间传动环节，实现四轮分布式驱动，避免了传统系统约10%—15%的机械传递损耗，且留下更多的底盘空间给电池包。

但轮毂电机的能效优势并非无条件成立。驱动单元从簧上移至簧下，簧下质量增加约30%—50%，悬架响应与NVH（噪声、振动与声振粗糙度）控制难度随之上升；高度集成的结构使散热空间严重受限，电机、制动器、轴承热量叠加，对热管理设计提出极高要求；大功率永磁体对稀土的依赖推高成本，高精度稀土钕铁硼磁钢占电机成本30%以上，整套轮毂电机系统成本约为传统驱动系统的1.5—2倍。

彼时，中国永磁电机技术在轨道交通领域已实现重大突破，但永磁轮毂电机的产业化在国内仍属空白，核心设计与量产技术掌握在海外少数企业手中，全球范围内也尚未形成成熟的大规模量产方案。2015年，大元电机率先拿下国内永磁轮毂电机相关发明专利，但初代原型产品距离商业化量产仍存在不小的差距。

实验室环境下，原型机可以通过手工调试达到理想参数，但量产要求每一件产品都稳定达标，涉及材料选型、电磁设计、散热结构、密封工艺等数十个环节，任何一个细节的偏差，都会导致最终性能的落差。据大元电机介绍，“有时候理论效率能达到95%，我们做出来只有90%。就是这5%的差距，我们可能要反复调整几个月。就好比把一道菜做成米其林三星的标准，你怎么选材、用什么样的调料、多大的火候、用多长时间，我们要从各个环节进行严格的把控。”

2018年，在地方政府的牵线搭桥下，大元电机与南京航空航天大学达成产学研合作，共同承担江苏省重点科研项目——新能源汽车用高性能永磁轮毂电机及驱动关键技术研发。高校提供理论支撑与前沿技术思路，企业负责工程化落地与量产验证，这种“理论+实践”的协同模式，为研发注入了强劲的“外脑”动力。

针对散热空间受限、稀土依赖推高成本、精度与量产一致性三大难题，大元电机完成了三大技术创新。一是高速压制铜铝复合转子笼条技术，综合利用铜和铝的材质特性，降低转子电阻，提高电机效率和功率因数，通过提高结合界面的质量和稳定性，在提升性能的同时降低生产成本，填补了国内批量化生产领域的空白。二是创新设计高效冷却风路系统，在高度集成的轮毂内部优化散热路径，缓解电机、制动器、轴承热量叠加带来的热管理压力。三是通过电磁场优化设计定子铁心结构和低谐波不等匝绕组，结合磁性槽楔固化工艺，使谐波磁势降低50%—60%，从电磁设计源头减少损耗和温升。

“我们反反复复试制、经历了一年多，我记得从2019年秋天开始到第二年的初冬。我们的新一代永磁轮毂电机产品接受完我们日常从原料到成品，差不多20多道检测后，就送去第三方检测。”王支业告诉我们，“当收到检测鉴定结果时，团队感到无比振奋。我们的产品比国内主流电机效率提升7.5%，损耗降低56%，较欧美产品节能3%—5%，达到国际先进水平，解决了传统电机损耗高、效率低的痛点。”

2021年上半年，大元电机自主研发的高性能永磁轮毂电机正式实现批量化生产。该系列产品以进口产品一半的价格，成功替代英国进口高端伺服电机，将应用范围拓展至新能源汽车、轨道交通、高端数控装备及机器人关节等前沿领域。2022年，这个系列产品为企业创造了8000万元的产值，成为驱动企业经济增长的新引擎。截至2024年，大元电机高性能永磁轮毂电机国内细分市场占有率达20.91%，位居全国第一、全球第二。

“无磁”技术如何破解稀土依赖困局

稀土作为支撑新能源、高端制造、国防军工的核心战略矿产，是全球产业链博弈的关键资源。其中，稀土永磁材料是电机性能突破的关键。在全球稀土资源博弈加剧、供应链不确定性持续上升的背景下，高端电机对永磁材料的高度依赖，也让产业始终面临稀土价格波动与贸易政策变化的风险。根据国际能源署（IEA）数据，中国目前占据全球90%的稀土加工产能，但在高端永磁材料市场仅获得12%的利润份额，凸显“低价输出资源、高价进口成品”的产业困局。

在第一代永磁轮毂电机实现量产突破的基础上，大元电机与南京航空航天大学联合研发无磁型磁通切换永磁驱动技术，布局下一代驱动技术。“我们从2018年开始，就与南京航空航天大学展开了产学研合作。目前是聚焦‘无磁智能切换’技术的下一代永磁驱动系统。这项技术通过智能电流调控实现磁场优化，能进一步降低对原材料稀土的依赖，在提升能效的同时，为高端新能源汽车提供更轻量化、更高效的驱动解决方案。也为实现‘双碳’目标提供了关键技术支撑。目前，该技术已达到国际先进水平，正处于产业化准备阶段。”大元电机方面透露。

这项技术在永磁体使用量节省近20%的前提下，实现电机效率提升超过7%。既降低了国内电机产业对稀土资源波动的敏感度，也打破了“高端电机必须稀土高消耗”的技术路径锁定，让中国在全球高端装备供应链的博弈中，多了一张技术底牌。

四十年来，王支业始终坚持“不懂不干”的原则，从未偏离电机赛道。在他看来，制造业没有捷径可走，也不存在跨界捞金的风口，把一件产品做透、做极致，比追逐短期规模扩张更有价值。“我这一辈子就只是跟这个电机、电机配件这个产品较真。现在都出口到国外，我就觉得这个产品做到今天这样很值，国家能用得上，我也更有信心了。”

中制智库理事长兼研究院院长新望表示，电机是第二次工业革命的产物，本质就是电气化。电机对于人类生产生活的动力系统，是一个革命性的变化，至今仍然广泛应用。大元电机最早从模仿开始，为西门子、ABB、卧龙电驱全球等头部企业做配套；新能源汽车兴起后，它先人一步研究永磁轮毂电机，这一步走对了。这正是《中国制造2025》及“十五五”规划里边反复强调的——让制造业走向高端化。电机的复杂程度，在于它里面的齿轮、轮毂等部件必须达到毫米级、微米级的精度。唯有如此，电能转换为动能的效率才更高，寿命更长，安全性也更有保障。大元电机在这条路上深耕40年，核心只有四个字：极端制造。

从三间瓦房的乡镇作坊，到全球细分赛道的技术参与者；从拆解旧电机的逆向模仿，到开辟新技术路线的正向创新，大元电机用四十年时间，在“电机”这个传统制造领域，走出了自己的“专精特新”之路。如今，大元电机的产品远销30多个国家和地区。从驰骋的高铁到远航的巨轮，从国家重点工程到全球产业巨头的生产线，都能找到大元电机提供的“动力心脏”