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技术丨发展扁线电机大势所趋
来源:ballbet贝博在线 作者:BB贝博ballbet网页登录时间:2024-04-17 02:49:30 浏览:21

  电驱动系统作为新能源汽车的核心零部件之一,对新能源汽车的性能有着重要影响,对于新能源汽车的动力性、经济性、舒适性、安全性、可靠性、耐久性有着重要意义。

  电动汽车电驱动系统主要由四大部分组成:驱动电机、变速器、功率变换器和。驱动电机是电气驱动系统的核心,其性能和效率直接影响电动汽车的性能。驱动电机和变速器的尺寸、重量也会影响到汽车的整体效率。

  电机的构成包括定子、转子、端盖、轴承、接线盒、接线端子等,而扁线电机的定义,特指的是定子绕组所用的导线形态发生变化,从多根细的圆线转变成几根粗的矩形导线,俗称扁线。

  优势1:相同功率,体积更小,用材更少,成本更低,或者相同体积,槽满率提升,功率密度提升。圆线变成扁线,从理论上来说,在空间不变的前提下,填充的铜可以增加20-30%,从某种程度上等同于增加20-30%的功率。

  优势2:温度性能更好。内部空隙变少,扁线与扁线之间的接触面积大,散热和热传导更好;绕组和铁心槽之间接触更好,热传导更好;而电机对散热和温度是非常敏感的,散热性变好,性能会提升。有人通过温度场仿真,得出相同设计的扁铜线电机绕组温升比圆铜线:电磁噪音更低。使电枢具备更好的刚度,对电枢噪音具有抑制作用;可以取相对较小的槽口尺寸,有效降低齿槽力矩,进一步降低电机电磁噪音。

  优势4:端部短,节省铜材,提升效率。传统的圆线电机,由于工艺问题,它的端部一般留得比较长,否则很容易在工艺过程中损伤铜线。对扁线电机来说,因为线都是硬线,可以在加工的时候把端部做得小一点,节省铜材,还可以提高效率等。

  缺点1:集肤效应导致损耗增加。圆线电机可以用细线,线比较多,而扁线比较粗,会产生一种集肤效应,该效应会使扁线电机的损耗有所增加,但影响有限。

  缺点2:铜线要求高。粗的铜材料具有一定的弹性,弯折后会有一定程度的反弹,这个需要设计师提前设计好,这非常考验设计师水平。正是因为弯折和反弹等因素,绝缘层容易损坏而产生缺口。于是对铜线的质量提出了更高的要求。

  缺点3:设备要求高。扁线由于工序复杂、精度要求高,通过人工制造基本不可能实现大规模量产,必须依赖专业的高端设备,这是大规模普及的前提。从厂家看,目前国内暂时还没有合格的设备供应商。国外有日本、意大利、德国的供应商,价格高昂,也很难引入到国内。

  “扁线”技术为什么是必然趋势?其中一个关键原因,是政策规定驱动电机的功率密度必须实现大幅提升。从政策上看,“十三五规划”提出新能源汽车驱动电机的峰值功率密度要达到4kw/kg,而且是产品级,从整个行业看,国内目前产品级在3.2-3.3kW/kg,所以还有30%的提升空间。

  而要想实现功率密度的提升,必须采用“扁线电机”技术,即产业界已经就“扁线电机”趋势形成共识,根本原因还是在于扁线技术潜力巨大。

  另外,国外知名车企已经在驱动电机上使用扁线年,雪佛兰VOLT采用的技术是Hair-Pin(发卡式扁线年已被零部件巨头博格华纳收购)。

  从全球最新销量看,2017年上半年,普锐斯插混销售表现不俗,接近2.69万量,全球第一。国内应用非常小量,暂时只有华域电动有一定出货量。而从扁线驱动电机产线供应商看,目前全球能做出优质产线的企业集中在日本、意大利、德国三个发达国家,供应商数量非常有限。国内目前暂时没有实力与国外相匹敌的产线供应商。

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