当前位置: 能电机 >> 能电机资源 >> 解析扁线电机的特点优势技术性能提
根源:EDC电驱他日
扁线机电广泛采取4层或8层扁导线组织,各工序能够经过专属征战实行全主动化临盆,产物一致性好,临盆效率高。但关于征战一心性请求高,经济型上不合用于样机的小数量临盆。
图一、方正扁线机电临盆征战
扁线机电绕组在定子槽内安排规整,槽满率高,纯铜槽满率到达70%,提高机电扭矩输出手腕与散热手腕;磁钢双V组织转子,磁钢哄骗率高,提高机电扭矩与功率手腕;扁线机电定子PIN足端采取激光焊接,焊点饱满宛转,焊接强度大,焊接效率高,焊点一致性好。
图二、绕组安排情状
图三、激光焊接PIN足
扁线机电具备体积小、分量轻、功率密度高的组织特征,方正计划的扁线机电定子铁芯外径mm,每槽8根导体,C型绝缘纸,绕组采取行星联接,4路并联,中央点经过汇流环联接,组织紧凑,靠得住性高。
图四、扁线机电形状尺寸
图五、扁线机电爆炸图
扁线机电具备高的输出功用,方正此款扁线机电峰值功用Nm/kW,不断功用Nm/65kW。
机电最高效率97.5%,NEDC平衡效率94%。
图六、扁线机电与圆线机电效率对照
扁线机电的上风1、具备较高的槽满率;时常能够到达70%以上的槽满率,提高槽满率能够灵验的提高机电的功率密度与改正定子槽内散热;
2、具备更强的散热手腕;除了扁线在中低速由于相易电阻降落致使发烧消沉除外,相对圆线定子,消沉齿槽内热阻,使热传导更好;
3、具备更强功率扭矩手腕;扁线机电更低的发烧与更好的散热手腕,电磁计划中合适提高定子绕组的热负荷,给转子更多的空间,保证扁线定子温度与圆线定子彷佛的情状下增添转子外径,提高机电的峰值输出手腕;
4、扁线绕组机电关联于圆线绕组机电,在低速下更具效率上风,更恰当华夏都市路况关于车辆的需求。
扁线他日有百倍商场空间。依照测算,年扁线机电的浸透率约为10%,叠加新动力汽车浸透率约5.4%,扁线的归纳浸透率不到1%。他日新动力汽车替代保守燃油车,扁线机电替代保守圆线机电,扁线有百倍的商场空间。一、行业进展启动力,扁线机电的五大上风上风一:高能量更动效率带来电池成本勤俭。扁线机电能大幅度提高更动效率,消沉电池成本。依照上汽绿芯频道评价,在WLTC工况,扁线机电比保守圆线机电的更动效率高1.12%;在全域平衡下,两者效率值出入2%;在郊区工况(低速大扭矩),两者效率值出入10%。遵循典范的续航km的A级轿车(搭载60kwh电池包和kw机电)谋略,WLTC工况下,搭载扁线机电的电池成本勤俭元,郊区工况下,电池成本勤俭元。单车千元级其余成本勤俭对车企意义庞大。以蔚来汽车为例,Q1单车毛利元,单车净利仅-元。在新动力车和动力电池成本依然偏高的情状,怎样消沉成本是车企的永远探求,提高机电做事效率则是降本的灵验路线之一。铜耗消沉带来扁线机电更动效率高于圆线。机电消耗的动力中,有65%来自于铜耗,20%来自于铁耗,10%来自于风摩消耗,5%来自于杂散消耗。而铜耗来自于电流经过铜线时的电阻发烧Q=I2R,当槽满率越高时,雷同功率机电所需求的铜线更短,从而内阻消沉,发烧裁减,铜耗消沉。从理论上来讲,圆线的槽满率普遍在约40%左右,而扁线则能够提高至70%。由于圆线的截面为圆形,不行防止在导线间存在不准则漏洞,而扁线间的空隙更小,槽满率更高。扁线机电的高效率区间比圆线机电凌驾很多,圆线机电的高效区普遍请求是效率>85%的区间占比不低于85%,被称为“双85”。而扁线机电的效率90%的区间占比不低于90%,被称为“双90”。机电的效率与转速和扭矩关联,郊区工况中呈现的一再启罢工况属于低转速高扭矩工况,而这恰是圆线机电的低效率区间,而扁线机电在该工况下的更动效率更高。上风二:散热性好,提抬高温动力性。扁线机电散热功用好,温升相对圆线机电消沉10%。因扁线相对圆线更为周密的来往,散热性提高,协商发掘高槽满率下绕组间的导热手腕是低槽满率的%。绕组在热传导手腕上具备各向异性,轴向的热传导手腕是径向方位的倍。更低的温升前提下,整车能够实行更好的加快功用。上风三:高功率密度,整车动力更强劲。机电的功率与铜含量成正关联,依照上汽绿芯频道评价,扁线机电槽满率提高,雷同体积下铜线填充量增添20-30%,输出功率希望提高20-30%,整车动力更强劲。国度战术层面提议高机电功率密度。“十三五”谋划中提议,新动力乘用车机电功率密度应满意4.0kw/kg,高于今朝圆线机电约3.5kw/kg的程度。在圆线机电功率密度提高加入坚苦形式的今朝,进展扁线机电是一定之路,依照摩恩电气的布告显示,今朝当先企业的扁线机电的功率密度约4.5kw/kg。上风四:电磁噪音低,整车更肃静。扁线机电导线的应力较量大,刚性较量大,电枢具备更好的刚度,对电枢噪音具备抵制效用;能够取相对较小的槽口尺寸,灵验消沉齿槽力矩,进一步消沉机电电磁噪音。上风五:小体积带来高集成果率,合宜多合一电驱进展趋向。因扁线更高的槽满率,同功率机电铜线用量和对应定子较少,体积希望降落30%。另外,扁线机电因更为先进绕线方法带来更易裁剪的机电端部,与圆线机电比拟裁减15-20%的端部尺寸,空间进一步消沉,实行机电袖珍化和轻量化。国内合流厂商鼎力推行扁线机电实行体积降落。上汽ER6的8层hair-pin线电启动系统,比上一代圆线电启动系统体积降落50%。暂时华为的七合一电驱囊括:BCU制动把持单位、PDU电源分派单位、DCDC低压直流电源更动器、MCU微把持单位、OBC车载充电器、机电、放慢器。二扁线机电运用的阻碍正在逐一化解扁线占有很多保守绕组不行比拟的益处,但同时扁线机电也有部份劣势,但整体而言白璧微瑕。跟着技艺的进展和浸透率的慢慢提高,扁线机电运用的阻碍正在被逐一化解。运用阻碍一:“趋肤效应”、“临近效应”显然,相易阻抗增大,高转速时更动效率消沉。趋肤效应指当导体中有相易电也许交变电磁场时,导体内部的电流散布不平均,且电流聚集在导体的“皮肤”部份的一种景象。临近效应指彼此挨近的导体,通有交变电流时,每一根导体都处于自己电流形成的磁场中,同时还处于其余导体中电流形成的磁场中,这使得每个导体中电流散布都市遭到临近导体影响而不平均景象。“趋肤效应”、“临近效应”都市增添相易阻抗,相易阻抗增大,高转速时更动效率消沉。“趋肤效应”并不影响扁线机电浸透率的疾速提高,但工程师也曾经有改正计划:1)提高扁线的宽高比,直接增添扁线的比表面积;2)减小导线尺寸,直接增添扁线的比表面积,但这同时也会消沉槽满率,需求归纳评价;3)采取多档变速箱,消沉机电转速,代表车型为保时捷Taycan;4)3D打印铜线,导体尺寸和横截面能够恣意改动,给了绕组计划极大的自在空间,该计划致使导体内的电分散组织,所述电分散组织用于束缚涡流路线,是以电流密度被“逼迫”到残剩的导体横截面上,另外借助于3D打印能够实行恣意联接的几许形态,不需求保守的绕组讨论焊接工艺,该计划短期内无奈实行量产。运用阻碍二:非准则化;不同车企的计划计划不同样,而定子是机电计划的中枢,定子尺寸定型后,导线的线型、尺寸恣意一点产生改动,都需求定制昂贵的工装模具,兼容性低,系列化难度高。统一车企或机电企业的计划系列化趋向初现,以上汽E2架构为例,在计划之初就思考了共线临盆,三款不同功率的机电(kw,kw,kw)合用于该架构上的一切车型,最大程度上实行模块化。第三方机电的掘起也会改正系列化难度,扁线机电的技艺门坎和初始投资门坎远高于保守圆线机电,技艺基本较弱的车企只可普及依赖于第三方机电厂商,第三方机电厂商的机电型号有限,也会成为商场上的合流产物。运用阻碍三:扁线机电临盆线投资额是圆线的2-5倍。扁线机电对产物的一致性请求高,技艺难度大,需求投入精度较高的主动化伺服征战、焊接征战、HairPin线成形征战和工装模具等。汽车电动化和机电扁线化的趋向曾经肯定,扁线机电慢慢成为本钱骄子。方正机电的年产万台新动力汽车启动机电项目,总投资5亿元群众币,项目达产后可新增出售收入25亿。运用阻碍4:对扁线请求高,扁线成本高、技艺难度大。扁线的加工难度增大。1)从圆形切换到矩形形态,致使铜线临盆加工工艺越发繁杂。2)涂覆难度增大,扁平线R角处的漆膜涂覆特别坚苦,很难保证此处绝缘层的平均性;绝缘涂层在烘干后会形成萎缩,扁线黑白平均萎缩,轻易变形,需求革新使得R角处的涂覆厚度更厚;3)扁线弯折成发卡后,R角处应力聚集,轻易致使涂覆层损坏;4)对扁线的精度请求高,扁线截面积大、匝数少,单根导线不一致对团体功用的影响显著增大,对扁线的一致性请求高,繁杂的加工成本使得扁线成本更高,也使得扁线加工企业享福更高的技艺溢价;5)新动力汽车所操纵的漆包线直接关联到整车运转稳固性,对电磁线厂家的品质把持过程、研发与工艺计划手腕提议了很高的请求,需求对拉丝和包漆速率、拉丝与包漆的调和、拉丝模具设置、张力把持、涂漆模具设置、烘焙温度、绝缘漆粘度、做事处境等多个把持点的公道计划、严刻把持。扁线的最大成本是原材料无氧铜杆,加工费在机电中的代价量并不高。稳固地供给及格的产物是与车企合营的关键,在原材料是要紧成本的情状下,车企寻找加工费更低的供给商的动力并不高。