走近扁线电机

什么是扁线电机

驱动电机主要由定子组件、转子组件、端盖和辅助标准件组成，而定子绕组中又包括铁芯、铜线绕组、绝缘材料等组成。扁线电机顾名思义就是定子绕组中采用扁铜线，先把绕组做成类似发卡一样的形状，穿进定子槽内，再在另外一端把发卡的端部焊接起来。

扁线电机与新能源汽车

近期，新能源汽车领域锂电池风头竟被占仅占车辆成本10%的电机所盖。与扁线电机相关的精达股份、方正电机等企业股价则是上涨近一倍，而原因竟是一台效率提升1%的扁线电机的应用，为什么这1%的性能提升竟能引起整个行业的巨变？

回顾扁线电机的发展历程，在国外雪佛兰Volt与丰田第四代Pruis早已经开始应用扁线电机，而国内这方面的研究虽然起步较晚。但近期，特斯拉、上汽新能源、极氪、比亚迪等新能源车企都加快了将圆线电机替换成扁线电机的步伐。

而更换的原因就在于：扁线电机相比普通电机效率能够提升1%。

将效率1%提升的扁线电机，到底厉害在哪里？对于电机来说，目标就是将电能转换为机械能。而且由于能量守恒定律的存在，这个转换效率的极限，是99.99......%，无限接近但不能达到%。永磁同步电机的转化效率可达到96%-97%，已经远远高于只有30-40%热效率的内燃机。如何在这个数字上更进一步？使用更合理的定子绕组，在能量损耗最大的铜耗上做文章，是业内的共识。

一直说的扁线绕组，就是应对这些需求，所产生的技术趋势。

扁线电机的优势

（1）高效率

首先，从电机特性上我们可以看出四槽扁线绕组电机，最高效区间的面积被明显放大了。横轴方向上的放大，说明最高效区间的转速范围变大了。纵轴方向上的放大，说明最高效区间的扭矩范围变大了。

其次，所谓的“1%”，指的是在WLTC工况下两者的平均效率差，扁线电机要高1.12%。但是在全域平均情况下，两者效率值相差达到2%。低速大扭矩工作点，最高甚至可提升效率10%。

（2）更高的功率密度

刚刚提到，Hair-pin电机提高裸铜槽满率20%~30%，目前国内较高水平可达75%槽满率未来还有较大增长空间。相同体积情况下，扁线电机可以塞进更多的定子绕组，这样在相同损耗下扁线电机可以能输出更高的功率和扭矩。

目前国内采用扁线绕组的电机最高功率密度达到5kW/kg，而普通电机在3kw/kg时就遇到了瓶颈，而国家《节能与新能源产业发展规划》要求电机须达到4kw/kg以上，扁线电机的应用成为必然。

（3）更强的散热能力

相对于圆线，扁线电机扁线形状更规则，在定子槽内紧密贴合，与定子铁芯齿部和轭部更好接触，降低槽内热阻，热传导效率更高，进一步提升电机峰值和持续性能。从使用中去看就是持续性能更强，能够降低电动车在跑高速时的疲软。

（4）更好的NVH表现

使用扁线结构的电机，由于绕组有更好的刚度，整机也将具备更好的刚度。同时扁线绕组是通过铁芯端部插线，不需要从槽口嵌线，电磁设计上可以选择更小的槽口设计，有效降低齿槽转矩脉动。机械和电磁的振动噪音都能有效降低。

（5）更小的重量和体积

在同等功率下扁线电机因为槽满率、效率的提升。因此铜材用量下降，这就使得扁线电机能够拥有更小的体积和重量，对乘用车企业来说电机体积的缩小使得车辆整体有了更大的空间可以利用，比如增大电池的容量。而较小的重量也使得车辆速度、续航能有一定的提升。

扁线电机使用下新能源汽车行业的未来

如今扁线电机的技术性能提升已经使得车企能在空间布局上有更多的选择，在提升性能或是续航上可以有更多可观的变化。在电池短时间内难以有大的突破情况下，新能源车企便开始将目光转向技术得到升级的扁线电机。

至此，扁线电机的崛起已成必然之势。

贝爱特可以做些什么

苏州贝爱特自动化科技有限公司是以自动化设备的研发、生产、销售及服务为一体的高新技术企业，专业致力于车载电机行业，在电机行业有着多年的经验积累。特别是在定子、转子的组装和检测方面上有很多的交付实绩，具备成熟的技术方案。

苏州贝爱特也为客户研发出了扁线电机的组装或检测的相关设备，在专业的服务团队加持下，不断的优化和改善。保证设备产线的顺利交付。

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