新能源時(shí)代已到來(lái),站在風(fēng)口的是......

根據(jù)國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035 年)》,至 2025 年我國(guó)新能源汽車(chē)的滲透率將達(dá)到 20%左右,至 2035 年純電動(dòng)汽車(chē)成為新銷(xiāo)售車(chē)輛的主流,有效促進(jìn)節(jié)能減排水平和社會(huì)運(yùn)行效率的提升。隨著新能源汽車(chē)性能的提高和市場(chǎng)的高速發(fā)展,對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)也提出了更多要求。
從性能角度出發(fā),更好的駕駛體驗(yàn)通常需要電機(jī)具有更高效率、更輕量化、更靜音、更長(zhǎng)壽命等等。為了解決這些問(wèn)題,電機(jī)技術(shù)也在不斷革新。其中,扁線技術(shù)對(duì)于提升電機(jī)功率密度、提升效率降低損耗具有顯著作用,電機(jī)高功率密度和輕量化的發(fā)展趨勢(shì)使扁線電機(jī)成為必然趨勢(shì)。

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更高效率


高能量轉(zhuǎn)換效率帶來(lái)耗電量降低。扁線電機(jī)能大幅度提升轉(zhuǎn)換效率,降低電池成本。在WLTC工況,扁線電機(jī)比傳統(tǒng)圓線電機(jī)的轉(zhuǎn)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(jī),扁線電機(jī)將圓形導(dǎo)線換成矩形導(dǎo)線,因此相同面積的定子線槽可以塞進(jìn)更多面積的導(dǎo)線,進(jìn)而提高功率密度。在相同體積情況下,扁線電機(jī)可以塞進(jìn)更多的定子繞組,這樣相同損耗下扁線電機(jī)可以能輸出更高的功率和扭矩。目前國(guó)內(nèi)采用扁線繞組的電機(jī)最高功率密度達(dá)到5kW/kg,而普通電機(jī)在3kW/kg時(shí)就遇到了瓶頸,而國(guó)家《節(jié)能與新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》則是要求電機(jī)須達(dá)到4kW/kg以上。

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更低溫升


相對(duì)于圓線,扁線電機(jī)扁線形狀更規(guī)則,在定子槽內(nèi)緊密貼合,與定子鐵芯齒部和軛部更好接觸,降低槽內(nèi)熱阻,熱傳導(dǎo)效率更高,進(jìn)一步提升電機(jī)峰值和持續(xù)性能。從使用中去看就是持續(xù)性能更強(qiáng),能夠降低電動(dòng)車(chē)在跑高速時(shí)的疲軟。

04

更好的NVH表現(xiàn)


使用扁線結(jié)構(gòu)的電機(jī),由于繞組有更好的剛度,整機(jī)也將具備更好的剛度。同時(shí)扁線繞組是通過(guò)鐵芯端部插線,不需要從槽口嵌線,電磁設(shè)計(jì)上可以選擇更小的槽口設(shè)計(jì),有效降低齒槽轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。機(jī)械和電磁的振動(dòng)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(jī)因?yàn)椴蹪M率、效率的提升。因此銅材用量下降,這就使得扁線電機(jī)能夠擁有更小的體積和重量,對(duì)車(chē)企來(lái)說(shuō)電機(jī)體積的縮小使得車(chē)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(chē)輛速度、續(xù)航能有一定的提升。

扁線驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù),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(jī)可分為集中繞組扁線電機(jī)、波繞組扁線電機(jī)與 Hairpin(發(fā)卡)扁線電機(jī),其中發(fā)卡電機(jī)應(yīng)用最為廣泛。

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相對(duì)圓線電機(jī),扁線電機(jī)無(wú)法進(jìn)行手工制造、對(duì)自動(dòng)化要求較高——繞組制造過(guò)程非常復(fù)雜,需要先將導(dǎo)線,制作成發(fā)卡的形狀,然后通過(guò)自動(dòng)化插入到定子鐵芯槽內(nèi),然后進(jìn)行端部扭頭和焊接。高自動(dòng)化及定制化使得扁線電機(jī)產(chǎn)線投入較高。
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另外扁線電機(jī)漆包扁線應(yīng)能滿足電機(jī)對(duì)絕緣等級(jí)、耐久老化、耐油以及機(jī)械加工性能的需求。而相比圓線需要進(jìn)行端部折彎處理,R角應(yīng)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(chē)電機(jī)的重要發(fā)展方向,可以減少新能源車(chē)電量損耗進(jìn)而提升續(xù)航里程。扁線的槽滿率高、更易壓縮,是實(shí)現(xiàn)電機(jī)輕量化和集成化的最佳途徑。
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但是這種技術(shù)優(yōu)勢(shì)并不是一蹴而就,它需要提高在扁線電機(jī)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝的自主化,不斷驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新才能具備較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),就需要持續(xù)性的投入和多年的技術(shù)沉淀,以藝達(dá)公司為例子:2000年藝達(dá)電驅(qū)動(dòng)就已經(jīng)認(rèn)準(zhǔn)扁線電機(jī)的前景,將其定位為未來(lái)戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo),并組建了一支高精尖技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)和裝備制造團(tuán)隊(duì)。

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藝達(dá)公司在2006年就研發(fā)出高效扁線發(fā)電機(jī),于2013年成功研發(fā)出新能源扁線驅(qū)動(dòng)電機(jī)。如今從研發(fā)試驗(yàn)到生產(chǎn)制造都能做到自主,目前已獲得12項(xiàng)發(fā)明專利、5項(xiàng)軟件著作權(quán)和70項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利,多年的積累才能結(jié)出這累累碩果。

對(duì)于任何一家車(chē)企來(lái)說(shuō),新能源車(chē)型都是未來(lái)發(fā)展的重心,藝達(dá)公司為一汽解放量身打造的驅(qū)動(dòng)電機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)專線,無(wú)論從設(shè)計(jì)、制造和質(zhì)量控制都已達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,將為一汽解放提出的實(shí)現(xiàn)新能源整車(chē)產(chǎn)品力“中國(guó)第一,世界一流”目標(biāo)提供澎湃動(dòng)力。
YIDA藝達(dá)
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國(guó)家在《第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出:深入實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、提升制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力、重點(diǎn)發(fā)展高效驅(qū)動(dòng)電機(jī)。響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,積極探索新能源高效驅(qū)動(dòng)電機(jī)的技術(shù)和工藝升級(jí),用優(yōu)異性能與品質(zhì)的產(chǎn)品推動(dòng)行業(yè)發(fā)展是我國(guó)電驅(qū)動(dòng)企業(yè)的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)