2021年10月(yue)27日
按照材料形狀，電(dian)磁線(xian)(xian)可分為圓(yuan)(yuan)線(xian)(xian)、扁(bian)平線(xian)(xian)、異型線(xian)(xian)。圓(yuan)(yuan)線(xian)(xian)是最早發展(zhan)的技(ji)(ji)術(shu)，目前仍是產量最大、應(ying)用最廣(guang)泛的電(dian)磁線(xian)(xian)。圓(yuan)(yuan)線(xian)(xian)繞成線(xian)(xian)圈會形成空隙，空間利用率(lv)(lv)較低(di)，進(jin)而電(dian)機效率(lv)(lv)和功率(lv)(lv)密度也較低(di)。為進(jin)一(yi)步提升電(dian)機效率(lv)(lv)，扁(bian)線(xian)(xian)電(dian)機技(ji)(ji)術(shu)開始得到業界關注。
扁(bian)線電機是一(yi)種繞(rao)(rao)(rao)(rao)組(zu)(zu)技術，采用橫(heng)截面(mian)為(wei)方(fang)形的(de)(de)電磁線。定(ding)子組(zu)(zu)件制造時，首先(xian)把繞(rao)(rao)(rao)(rao)組(zu)(zu)做(zuo)成發(fa)卡狀，穿進預制的(de)(de)定(ding)子槽(cao)；然后(hou)，在另一(yi)端將(jiang)繞(rao)(rao)(rao)(rao)組(zu)(zu)扭曲、焊接，形成完(wan)整繞(rao)(rao)(rao)(rao)組(zu)(zu)。在正方(fang)形的(de)(de)定(ding)子的(de)(de)截面(mian)中(zhong)，方(fang)形的(de)(de)銅線可以(yi)完(wan)全填滿整個截面(mian)，提升銅線的(de)(de)利用效率。
扁線電(dian)機具(ju)有體積(ji)小(xiao)，用材少，功(gong)率高，效率高，噪音少等優(you)勢，契合新能源汽車發(fa)展的需要，是未來(lai)電(dian)機行(xing)業發(fa)展的必然趨勢。
優勢1：體積(ji)(ji)小(xiao)，功(gong)率(lv)高。相同功(gong)率(lv)，體積(ji)(ji)更(geng)小(xiao)，重量減(jian)小(xiao)約11%，用材更(geng)少(shao)，成本更(geng)低; 或者相同體積(ji)(ji)，槽(cao)(cao)(cao)滿率(lv)（指線圈放入槽(cao)(cao)(cao)內(nei)后占用槽(cao)(cao)(cao)內(nei)空間的(de)比例）提(ti)升(sheng)，磁場更(geng)強(qiang)(qiang)，功(gong)率(lv)密度提(ti)升(sheng)。圓線變成扁線，理論上相同空間提(ti)下，扁線電機可達70%的(de)槽(cao)(cao)(cao)滿率(lv)，填(tian)充(chong)的(de)銅可以(yi)增加(jia)20-30%，產生更(geng)強(qiang)(qiang)的(de)磁場強(qiang)(qiang)度，增加(jia)功(gong)率(lv)。
優(you)勢(shi)2：溫度性能更(geng)好(hao)。內部空隙變(bian)少(shao)，扁線(xian)間的接觸(chu)面積提升，繞(rao)組和鐵(tie)心槽之(zhi)間接觸(chu)更(geng)好(hao)，熱(re)(re)傳導散(san)熱(re)(re)更(geng)好(hao)，提升電機性能。相同設計的扁銅線(xian)電機繞(rao)組溫升比圓銅線(xian)電機低10%。
優勢3：減少銅(tong)(tong)耗(hao)(hao)(hao)(hao)。永磁(ci)同(tong)步電機(ji)(ji)最(zui)高效率可達97%左右， 3%左右的電機(ji)(ji)損(sun)(sun)耗(hao)(hao)(hao)(hao)主要來(lai)自于銅(tong)(tong)耗(hao)(hao)(hao)(hao)、鐵耗(hao)(hao)(hao)(hao)、風損(sun)(sun)等，其中(zhong)銅(tong)(tong)耗(hao)(hao)(hao)(hao)占(zhan)比最(zui)大，約為50%。扁(bian)線(xian)電機(ji)(ji)通過提(ti)高銅(tong)(tong)滿率，能夠減少40%的銅(tong)(tong)耗(hao)(hao)(hao)(hao)，降(jiang)低電機(ji)(ji)損(sun)(sun)耗(hao)(hao)(hao)(hao)。
優勢(shi)4：電機(ji)的平均效(xiao)率將提升1%-2%，全速效(xiao)率提升2-3%，扁線(xian)電機(ji)在中低轉速的高效(xiao)區域要大于(yu)圓線(xian)電機(ji)。
優(you)勢5：電(dian)磁噪音(yin)更低。扁線(xian)電(dian)機(ji)導線(xian)的(de)應力比較大，剛性比較大，電(dian)樞(shu)具(ju)備更好的(de)剛度，對電(dian)樞(shu)噪音(yin)具(ju)有抑制(zhi)作用；可以(yi)取(qu)相(xiang)對較小的(de)槽(cao)(cao)口尺寸，有效降(jiang)低齒槽(cao)(cao)力矩，進一步降(jiang)低電(dian)機(ji)電(dian)磁噪音(yin)。
優(you)勢6：繞組的端部短，節(jie)省銅材(cai)，提升效(xiao)率。傳統(tong)的圓(yuan)線電機(ji)為(wei)避免(mian)加(jia)工(gong)中(zhong)損傷銅線，其端部通常(chang)留有較長銅線。扁線電機(ji)可以在加(jia)工(gong)的時候(hou)把端部做得小一點(dian)。與圓(yuan)線電機(ji)相比(bi)減少20%的端部尺寸，進(jin)一步(bu)降低體積。
扁線(xian)電(dian)(dian)機(ji)起初用于(yu)大功率工業電(dian)(dian)機(ji)，大功率發(fa)電(dian)(dian)機(ji)組，后來延伸到車輛領域。
扁(bian)線(xian)的(de)趨勢替代在產業(ye)界(jie)中已(yi)(yi)然開啟(qi)。扁(bian)線(xian)電(dian)機(ji)最先在國外(wai)車企得以應用，早在2007年雪佛蘭沃(wo)藍達(da)就搭載(zai)了麥格納的(de)扁(bian)線(xian)電(dian)機(ji)。而(er)后續豐田(tian)、日(ri)產也裝配了日(ri)本(ben)電(dian)裝的(de)扁(bian)線(xian)電(dian)機(ji)。特斯(si)拉扁(bian)線(xian)電(dian)機(ji)也已(yi)(yi)經開始量產。
目前(qian)，國內(nei)也在加速扁線(xian)技術的(de)研究。上汽、比亞迪、北(bei)汽、長城、吉利、蔚來等(deng)整車廠都在推進使用扁線(xian)電機(ji)；方正電機(ji)、漢拿電機(ji)等(deng)電機(ji)企業也開始推出扁線(xian)產品。
目前大部(bu)分廠家(jia)采用hairpin導體結構(gou)制造扁線電機；另外一種(zhong)正在(zai)研(yan)發的定子類型是wave winding，它具有(you)(you)沒有(you)(you)焊點，能(neng)縮短端部(bu)高度(du)，節(jie)省(sheng)生(sheng)產成本的優點。
特(te)(te)斯拉(la)國產電(dian)(dian)(dian)機(ji)版本(ben)落地，帶動(dong)行(xing)業扁線(xian)(xian)電(dian)(dian)(dian)機(ji)滲(shen)透(tou)率持續提(ti)(ti)升。使(shi)用(yong)(yong)扁線(xian)(xian)能提(ti)(ti)升電(dian)(dian)(dian)機(ji)效率進(jin)而提(ti)(ti)升整車(che)續航里程(cheng)(cheng)(cheng)，新能源車(che)扁線(xian)(xian)電(dian)(dian)(dian)機(ji)趨勢(shi)確(que)定，自主品牌和(he)合資(zi)品牌都在(zai)推進(jin)扁線(xian)(xian)進(jin)程(cheng)(cheng)(cheng)。今年(nian)(nian)是扁線(xian)(xian)應(ying)用(yong)(yong)的元年(nian)(nian)，特(te)(te)斯拉(la)國產電(dian)(dian)(dian)機(ji)版本(ben)的交付(fu)將加(jia)速行(xing)業扁線(xian)(xian)電(dian)(dian)(dian)機(ji)滲(shen)透(tou)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)，預計到明年(nian)(nian)年(nian)(nian)底，扁線(xian)(xian)電(dian)(dian)(dian)機(ji)在(zai)新能源新車(che)型上的滲(shen)透(tou)率能夠提(ti)(ti)升到90%左右(you)。
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