扁線專欄

扁線電機(jī)與圓線電機(jī)的區(qū)別在于銅線的成形方式，扁線有利于電機(jī)槽滿率的提升，一般圓線電機(jī)的槽滿率為40%左右，而扁線電機(jī)的槽滿率能達(dá)到60%以上。槽滿率的提升意味著在空間不變的前提下，可以填充更多的銅線，產(chǎn)生更強(qiáng)的磁場強(qiáng)度，提升功率密度?；谀壳氨饩€的發(fā)展趨勢，旺材電機(jī)與電控特為粉絲開設(shè)扁線專欄以便大家交流。

驅(qū)動電機(jī)作為新能源汽車的核心零部件，相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機(jī)，為整車提供動力輸出，其性能的好壞將直接影響到整車的性能，因此對于驅(qū)動電機(jī)的研發(fā)和制造受到了全球各大整車廠和零部件巨頭的廣泛關(guān)注。根據(jù)新能源汽車對于續(xù)航里程、加速性、低成本和舒適性的需求，可總結(jié)出對驅(qū)動電機(jī)兩高和兩低的技術(shù)需求，即高效率、高功率密度、低成本和低噪聲。為了滿足以上技術(shù)需求，各國的工程技術(shù)人員，可以說是想盡了各種方法提升驅(qū)動電機(jī)的性能，而扁銅線繞組技術(shù)，被廣泛認(rèn)為是驅(qū)動電機(jī)技術(shù)未來的主要發(fā)展方向之一。

與傳統(tǒng)的圓銅線繞組電機(jī)相比，扁銅線繞組電機(jī)在效率、功率密度、成本和噪聲方面的表現(xiàn)都要更加優(yōu)異，符合驅(qū)動電機(jī)的技術(shù)發(fā)展方向。

從圖中我們可以看出由于采用了方形的扁銅線繞組，定子槽內(nèi)可以布置更多的銅導(dǎo)體，提升電機(jī)的槽滿率，目前華域電機(jī)設(shè)計(jì)的Hair-pin扁銅線繞組電機(jī)的槽滿率可以達(dá)到90%以上，而傳統(tǒng)的圓銅線繞組電機(jī)的槽滿率在75%左右。

扁銅線繞組和圓銅線繞組示意圖

繞組設(shè)計(jì)及集膚效應(yīng)

集膚效應(yīng)：當(dāng)導(dǎo)體中有交流電或者交變電磁場時，導(dǎo)體內(nèi)部的電流分布不均勻，電流集中在導(dǎo)體的“皮膚”部分，也就是說電流集中在導(dǎo)體外表的薄層，越靠近導(dǎo)體表面，電流密度越大，導(dǎo)體內(nèi)部實(shí)際上電流較小。結(jié)果使導(dǎo)體的電阻增加，使它的損耗功率也增加。這一現(xiàn)象也稱為趨膚效應(yīng)(skineffect)。

高轉(zhuǎn)速下，集膚效應(yīng)會降低有效的通電銅線面積，繞組等效電阻增加，損耗增加；

轉(zhuǎn)速越高，導(dǎo)體發(fā)熱越不均勻，增加了絕緣漆皮附近的熱負(fù)荷；

同相同槽繞組b的集膚效應(yīng)比異相同槽繞組a要嚴(yán)重。

扁銅線繞組集膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)

多層扁線導(dǎo)體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖

多層扁線導(dǎo)體繞組對電機(jī)性能的影響

峰值性能（相同峰值持續(xù)時間）：

恒扭矩區(qū)輸出能力：

低速區(qū)：4層>6層>8層

高速區(qū)：8層>6層>4層

4層、8層電機(jī)效率map差值

工藝方面，國內(nèi)企業(yè)都采用了主流的hair-pin工藝，繞組技術(shù)突破8層，目前具備量產(chǎn)8層扁線電機(jī)能力的第三方有3家：方正電機(jī)、天津松正、華域電動。裝配生產(chǎn)線方面，扁線電機(jī)裝配可分為定子、轉(zhuǎn)子、合裝三大工藝環(huán)節(jié)，其中轉(zhuǎn)子線和合裝線相對簡單，而定子裝配線由于有很多道復(fù)雜工序，所以是技術(shù)難度最大的環(huán)節(jié)，目前國內(nèi)的豪森股份和克來機(jī)電具備扁線電機(jī)定子裝配線的承接能力，今天就先說這么多吧，改天接著聊。

審核編輯 ：李倩