为什么扁线电机一夜之间从烫手山芋变成了人见人爱的香饽饽？_风闻
工业科技控-工业科技控官方账号-工业科技方面的知识科普，力求公正、客观，不偏不倚2022-05-23 13:47
作者 | 科技宅男圈
让你的车动力更强劲的扁线电机时代到来了！最近1年新能源车企刮起了一股换装扁线电机的风潮，比亚迪e平台3.0的扁线电机，全部由比亚迪自行研发和制造，掌握了整个扁线电机生产的产业链，为什么扁线电机一夜之间从烫手山芋变成了人见人爱的香饽饽？
大家都知道啊，目前市场上的新能源车，主要用的是永磁同步电机和异步电机这两种，在一些双电机的新能源车中，异步电机的作用主要是用于搭配永磁同步电机，以实现在低速和高速工况的表现平衡。比如说比亚迪e3.0平台，前驱用异步电机，后驱用永磁同步电机。当汽车处于中低速工况时，低速高效率的永磁同步电机工作，维持电机的高效运转，续航也就相对更好一些，当汽车处于高速工况时，永磁同步电机和异步电机同时工作，这时候电动车的加速性能也就更好一些。
目前国内永磁同步电机的装机量占比之所以高达94%，一来是因为永磁同步电机低速性能好、转化效率高，非常适合城市交通频繁启停的复杂工况，二来是因为永磁同步电机中的钕铁硼永磁材料需要使用稀土资源，而我国拥有全球70%的稀土资源，钕铁硼磁性材料的总产量达到全球的80%，所以中国更热衷于使用永磁同步电机。
电动车想要真正实现大规模的普及，就必须想尽办法降低成本，动力电池的成本占整车成本的40%，目前动力电池原材料持续涨价，搞的新能源车的价格也跟着水涨船高，所以这时候我们就要想办法从其他部件身上降低成本。
懂车的朋友都知道，电机的效率与转速和扭矩相关，市区工况中出现的频繁启停工况属于低转速高扭矩工况，永磁同步电机长久以来用的一直都是发展了上百年的传统圆线技术，而圆线电机在市区这种频繁启停的工况中是低效率运转的，低效运转也就意味着续航能力的减弱，续航减弱又会进一步导致电池成本的增加。
此外圆线电机的槽满率偏低，也就是线圈放入槽内后占用槽内空间的比例偏低，仅有40%左右。槽满率偏低也就意味着电机的功率密度偏低、重量偏大、电动车的动力也就偏弱。
所以为了解决圆线技术存在的低效率、低槽满率缺陷，扁线技术应运而生了。扁线的意思也就是说导线由原来的圆形变成了这种横截面为扁平矩形。
圆线之间存在着空隙，而扁线则更加紧密。槽满率由圆线的40%提升到70%，电机转化效率提升了1.12%，千万不要小看这1%，这意味着在低转速高扭矩的拥堵工况中，扁线电机的工作效率比圆线高出10%，这时候电机省下来的电就可以让利给电池了，让电池的容量进一步减小，电动车成本也就降下来了。
其次槽满率的提升也就代表着线圈中导线越多，产生的磁场会更强，那么电机的功率就会更大，使得整车动力更加强劲。大家都知道，传统圆线电机的功率密度也就3.5千瓦每千克的水平，而国家现在要求新能源乘用车电机功率密度必须满足4千瓦每千克的水平，比亚迪dmi车型上的扁线电机，功率密度达到了惊人的5.8千瓦每千克。
更重要的是扁线技术让电机变得更轻量化和小型化了，小体积首先带来的是电驱动系统的高度集成化。比如说比亚迪量产的全球首款八合一电动力总成，做八合一目的就是为了给电动车减重，减重意味着降低电耗，而减少体积，能够带来乘坐空间或者电池容量的提高，这套八合一电动力总成综合效率超过89%，看清楚了，是驱动电机、减速器、直流变换器、整车控制器、电机控制器、车载充电器、配电箱、电池管理器这八个模块的综合效率，集成模块越多想要达到高能效也就更难。
所以基于扁线电机对传统圆线电机的以上种种碾压优势，国内相关厂商怎能无动于衷？扁线技术方面我们有精达股份这样的世界级供应商，2019 年就开始小批量量产扁线，供货给日本电装，并且成功打入日系、美系、德系等头部车企的供应链，特斯拉电机用的就是他家的扁线。
我们都知道扁线电机不是什么新技术，通用雪佛兰VOLT早在2007年就采用了扁线电机，这些年之所以没有大规模普及，主要是因为其在原材料、工艺、设备上的难点较多，对产品的一致性要求较高。比亚迪早在13年就开始扁线电机的研制，自己开发了扁铜线的生产工艺，解决了扁铜线在成形回弹、绝缘形变、强耐电晕、端部扭头、定子插入的精度和抗耐力等一系列问题，到最后比亚迪实际上掌握了整个扁线电机生产的产业链，目前比亚迪的扁线电机效率达到了全球最高的97.5%。
比亚迪海豹双电机版本，前置160kW的交流异步电机，后置230kW的扁线电机。为什么用扁线？扁线电机效率高、损耗低、散热性能优、功率密度大、噪音低、更轻便,且有效材料成本比圆线低8～12%,叠加整车性能提升与电耗优势,可降低整车成本的15%。日常工况，异步电机断开，仅扁线电机工作，加速工况，双电机共同发力。两种电机互补，兼顾电机高效率与空载低损耗，实现四驱动力+两驱能耗。
特斯拉的电机虽然功率高、极速高，但是成本偏高，高功率带来的高极速在中国完全不适用，中国99%的车主这一生都没开过180公里，而比亚迪电机强调的就是实用性，低成本高效率。车企里除了比亚迪，长城汽车和上汽集团也可以实现自供。
工艺方面，国内企业都采用了主流的hair-pin工艺，绕组技术突破8层，目前具备量产8层扁线电机能力的第三方有3家：方正电机、天津松正、华域电动。装配生产线方面，扁线电机装配可分为定子、转子、合装三大工艺环节，其中转子线和合装线相对简单，而定子装配线由于有很多道复杂工序，所以是技术难度最大的环节，目前国内的豪森股份和克来机电具备扁线电机定子装配线的承接能力，今天就先说这么多吧，改天接着聊。（写自工号：工业科技控）
