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    新能源資訊
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    扁線電機介紹

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    2023.02

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    過去兩年方正電機對扁線電機的加碼研發,取得較快發展,方正扁線電機的技術呈現明顯優勢。

    扁線電機介紹

    具有較高的槽滿率

    相比圓線電機,槽滿率可提升20%~30%,當前行業內圓線電機裸銅槽滿率42%~45%(純銅面積/有效槽面積),扁線電機由于導體較規則,裸銅槽滿率可達到70%以上;提升槽滿率可以有效的提升電機的功率密度與改善定子槽內散熱;有效降低繞組電阻進而降低銅損耗,尤其是中低速的銅耗,進一步提高電機效率。

    扁線電機介紹

    具有更強的散熱能力

    除了扁線在中低速由于交流電阻下降導致發熱降低以外,相對圓線定子,形狀規則的扁線之間在槽內可以緊密的貼合、與定子齒軛部可以更好接觸,降低齒槽內熱阻,使熱傳導更好;端部區域具有更大散熱面積,使扁線電機具有更高的持續性能和更長的峰值持續時間。

    具有更強功率轉矩能力

    由于扁線電機更低的發熱與更好的散熱能力,電磁設計中可通過減小槽面積的方式適當提升定子繞組的熱負荷,給轉子更多的空間;可以在保證扁線定子溫度與圓線定子相似的情況下增加轉子外徑,提升電機的峰值輸出能力。 

    扁線電機介紹

    具有更高的功率/轉矩密度

    扁線電機的槽滿率更高,相同體積情況下,扁線電機有效定子繞組面積更大,在相同損耗下扁線電機可以輸出更高的功率和轉矩;相同的峰值功率或峰值轉矩,扁線電機的硅鋼片、磁鋼、銅線等原材料的重量更低、體積更小、用材更少、成本更低;方正電機開發的扁線電機峰值性能350Nm/170kW,持續性能150Nm/65kW,與相同性能的圓線電機相比,鐵心有效長度降低17%,本體重量降低15%以上。

    具有更高的效率

    扁線電機繞組端部高度比圓導線電機降低5~10mm,有效降低端部繞組銅耗、減少材料、縮小體積,可大大提高電機效率;扁線電機槽滿率高,有效定子繞組面積更大,電阻小,可降低銅耗,進一步提高電機效率;方正開發的扁線電機最高效率可達97.5%,NEDC平均效率>94%。

    具有更好的NVH性能

    電機振動噪音的主要源頭為電機的轉矩波動與徑向力波,轉矩波動與徑向力波作用于定轉子后產生振動與噪聲;減小噪音源頭與提升零部件模態都對于改善振動噪音具有積極的意義;扁線電機由于無需從定子槽開口下線,可選取更小的槽口尺寸,有利于降低齒槽轉矩、轉矩波動等激勵源頭,進一步降低電機電磁噪音;扁線電機由于槽內導體較圓線電機更加緊密,扁線繞組剛度增強,彈性模量提高,具有更高的低階定子模態,更有利于阻抗共振的發生,從而擁有更好的NVH性能。

    隨著市場對于電機技術趨勢的要求不斷提高,扁線驅動電機的大趨勢已經到來。國外已有成熟的扁線電機產品應用于新能源汽車,比如豐田普銳斯(日本電裝)、雪佛蘭Volt(雷米電機)、雪佛蘭Bolt、本田雅閣(第三代i-MMD系統)、現代IONIQ 5(E-GMP平臺)、保時捷Taycan等。國內關注較多、應用較少,開發制造扁線電機的企業有華域電動、聯合汽車電子、博格華納、松正電機等,有穩定出貨量的企業更是鳳毛麟角。

    方正研發生產的扁線電機在散熱能力、轉矩\功率密度、效率、NVH性能等方面具有明顯優勢,隨著技術工藝的進一步成熟,會有更廣闊的應用市場。

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