新能源時代已到來,站在風口的是......

根據(jù)國務院辦公廳發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035 年)》,至 2025 年我國新能源汽車的滲透率將達到 20%左右,至 2035 年純電動汽車成為新銷售車輛的主流,有效促進節(jié)能減排水平和社會運行效率的提升。隨著新能源汽車性能的提高和市場的高速發(fā)展,對驅動電機也提出了更多要求。
從性能角度出發(fā),更好的駕駛體驗通常需要電機具有更高效率、更輕量化、更靜音、更長壽命等等。為了解決這些問題,電機技術也在不斷革新。其中,扁線技術對于提升電機功率密度、提升效率降低損耗具有顯著作用,電機高功率密度和輕量化的發(fā)展趨勢使扁線電機成為必然趨勢。

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更高效率


高能量轉換效率帶來耗電量降低。扁線電機能大幅度提升轉換效率,降低電池成本。在WLTC工況,扁線電機比傳統(tǒng)圓線電機的轉換效率高1.12%;在全域平均下,兩者效率值相差2%;在市區(qū)工況(低速大扭矩),兩者效率值相差10%。

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更高功率密度


相較于傳統(tǒng)的圓線繞組電機,扁線電機將圓形導線換成矩形導線,因此相同面積的定子線槽可以塞進更多面積的導線,進而提高功率密度。在相同體積情況下,扁線電機可以塞進更多的定子繞組,這樣相同損耗下扁線電機可以能輸出更高的功率和扭矩。目前國內采用扁線繞組的電機最高功率密度達到5kW/kg,而普通電機在3kW/kg時就遇到了瓶頸,而國家《節(jié)能與新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》則是要求電機須達到4kW/kg以上。

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更低溫升


相對于圓線,扁線電機扁線形狀更規(guī)則,在定子槽內緊密貼合,與定子鐵芯齒部和軛部更好接觸,降低槽內熱阻,熱傳導效率更高,進一步提升電機峰值和持續(xù)性能。從使用中去看就是持續(xù)性能更強,能夠降低電動車在跑高速時的疲軟。

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更好的NVH表現(xiàn)


使用扁線結構的電機,由于繞組有更好的剛度,整機也將具備更好的剛度。同時扁線繞組是通過鐵芯端部插線,不需要從槽口嵌線,電磁設計上可以選擇更小的槽口設計,有效降低齒槽轉矩脈動。機械和電磁的振動噪音都能有效降低。

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更小的體積和重量


在同等功率下扁線電機因為槽滿率、效率的提升。因此銅材用量下降,這就使得扁線電機能夠擁有更小的體積和重量,對車企來說電機體積的縮小使得車輛整體有了更大的空間可以利用,比如增大電池的容量。而較小的重量也使得車輛速度、續(xù)航能有一定的提升。

扁線驅動電機技術,產(chǎn)線投資高,產(chǎn)業(yè)化仍處于發(fā)展階段。根據(jù)線圈繞組方式差異,扁線電機可分為集中繞組扁線電機、波繞組扁線電機與 Hairpin(發(fā)卡)扁線電機,其中發(fā)卡電機應用最為廣泛。

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相對圓線電機,扁線電機無法進行手工制造、對自動化要求較高——繞組制造過程非常復雜,需要先將導線,制作成發(fā)卡的形狀,然后通過自動化插入到定子鐵芯槽內,然后進行端部扭頭和焊接。高自動化及定制化使得扁線電機產(chǎn)線投入較高。
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另外扁線電機漆包扁線應能滿足電機對絕緣等級、耐久老化、耐油以及機械加工性能的需求。而相比圓線需要進行端部折彎處理,R角應力集中漆膜易破裂,整體制造加工難度較高。

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高功率密度、輕量化是新能源車電機的重要發(fā)展方向,可以減少新能源車電量損耗進而提升續(xù)航里程。扁線的槽滿率高、更易壓縮,是實現(xiàn)電機輕量化和集成化的最佳途徑。
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但是這種技術優(yōu)勢并不是一蹴而就,它需要提高在扁線電機研發(fā)設計、生產(chǎn)設備、生產(chǎn)工藝的自主化,不斷驅動創(chuàng)新才能具備較強的競爭優(yōu)勢,就需要持續(xù)性的投入和多年的技術沉淀,以藝達公司為例子:2000年藝達電驅動就已經(jīng)認準扁線電機的前景,將其定位為未來戰(zhàn)略發(fā)展目標,并組建了一支高精尖技術研發(fā)團隊和裝備制造團隊。

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藝達公司在2006年就研發(fā)出高效扁線發(fā)電機,于2013年成功研發(fā)出新能源扁線驅動電機。如今從研發(fā)試驗到生產(chǎn)制造都能做到自主,目前已獲得12項發(fā)明專利、5項軟件著作權和70項國家實用新型專利,多年的積累才能結出這累累碩果。

對于任何一家車企來說,新能源車型都是未來發(fā)展的重心,藝達公司為一汽解放量身打造的驅動電機自動化生產(chǎn)專線,無論從設計、制造和質量控制都已達到國內領先水平,將為一汽解放提出的實現(xiàn)新能源整車產(chǎn)品力“中國第一,世界一流”目標提供澎湃動力。
YIDA藝達
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國家在《第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》提出:深入實施制造強國戰(zhàn)略、提升制造業(yè)核心競爭力、重點發(fā)展高效驅動電機。響應國家號召,積極探索新能源高效驅動電機的技術和工藝升級,用優(yōu)異性能與品質的產(chǎn)品推動行業(yè)發(fā)展是我國電驅動企業(yè)的責任與擔當