扁線電機(jī)，作為新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的一種，憑借其小巧的體積和高效的功率，更符合新能源汽車的輕量化和集成化發(fā)展趨勢(shì)。因此，隨著新能源汽車市場(chǎng)的繁榮發(fā)展，新能源汽車電動(dòng)化率和雙電機(jī)車型占比的不斷提升，扁線電機(jī)的行業(yè)需求正在爆發(fā)式增長(zhǎng)。

新能源汽車的三電系統(tǒng)中，電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)汽車行駛的最重要部分，對(duì)于車輛的動(dòng)力、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和安全性都起著至關(guān)重要的作用，因此各家主機(jī)廠對(duì)于電機(jī)的開發(fā)都是重中之重，電機(jī)的性能很大程度上決定了整臺(tái)車的性能。

今天，我們就來講一講電機(jī)技術(shù)里的新寵兒——扁線電機(jī)。扁線電機(jī)特指定子繞組所用的導(dǎo)線從多根細(xì)的圓線變成了幾根粗的矩形導(dǎo)線，因此叫做扁線。

扁線電機(jī)和傳統(tǒng)圓線電機(jī)并沒有太大的結(jié)構(gòu)區(qū)別，也基本包括定子鐵芯、定子繞組、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、機(jī)座、端蓋和軸承等。扁線電機(jī)和圓線電機(jī)最大的區(qū)別就是扁線電機(jī)改變了銅線形狀，將原本圓形的銅線變?yōu)榱吮庑毋~線。銅線形狀的改變意味著在定子鐵芯的槽內(nèi)空間大小不變的情況下，空間利用率得到了巨大提升，即槽滿率的提升。

電機(jī)槽滿率即定子鐵芯內(nèi)所有銅導(dǎo)線截面積占槽有效面積的比值。槽滿率越高，則代表定子鐵芯槽內(nèi)塞的銅導(dǎo)線就越多，所能形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就越強(qiáng)，功率密度就越大。

優(yōu)勢(shì)很多

新能源汽車目前仍處于快速發(fā)展期，產(chǎn)品質(zhì)量快速提升，消費(fèi)者對(duì)于產(chǎn)品的性能要求也在逐步提高。這對(duì)于扁線電機(jī)來說，無疑是大放異彩的好時(shí)機(jī)。從2021年上海車展開始，扁線電機(jī)便開始大放異彩，眾多高端車型均搭載扁線電機(jī)。比亞迪的DM-i車型，蔚來ES6、極氪001等明星車型均采用的是扁線電機(jī)。大量新車的搭載意味著扁線電機(jī)有其優(yōu)于傳統(tǒng)圓線電機(jī)的優(yōu)勢(shì)。第一，更高的效率。扁線電機(jī)相比傳統(tǒng)圓線電機(jī)，裸銅槽滿率可提升20%-30%，高達(dá)70%，有效降低繞組電阻進(jìn)而降低銅損耗，因此扁線電機(jī)相較傳統(tǒng)的圓線電機(jī)轉(zhuǎn)換效率高1.12%。

第二，更高的功率密度。電機(jī)的功率與銅的含量成正相關(guān)，前文我們已經(jīng)提到，扁線電機(jī)的槽滿率可以達(dá)到70%，這意味著在電機(jī)體積不變的條件下，銅含量的增加讓我們可以得到更高的功率和扭矩。第三，更好的散熱性。相對(duì)于圓線，扁線電機(jī)扁線形狀更規(guī)則，每根銅線的接觸更為緊密，散熱性提升。研究發(fā)現(xiàn)，相比較低槽滿率的繞組，高槽滿率繞組的導(dǎo)熱能力是前者的1.5倍。更低的溫升表現(xiàn)，可以提高車輛的持續(xù)性能，減少高速狀態(tài)下的疲軟。

第四，更好的NVH表現(xiàn)。使用扁線結(jié)構(gòu)的電機(jī)，由于繞組擁有更好的剛性，使得電樞也具備更好的剛度，對(duì)噪音有抑制作用。同時(shí)因?yàn)椴捎帽饩�，可以取較小的槽口尺寸，有效降低齒槽力矩，進(jìn)一步降低噪音。第五，更小的體積和重量。因?yàn)楸饩�電機(jī)更高的槽滿率，同功率下電機(jī)的銅線用量就可以減少，使得扁線電機(jī)擁有更好的小型化和輕量化的特征。

缺點(diǎn)也有

世間萬物都有其自身的兩面性，扁線電機(jī)也有它自身的劣勢(shì)。第一，趨膚效應(yīng)導(dǎo)致?lián)p耗增加。趨膚效應(yīng)就是當(dāng)導(dǎo)體中有交流電或者交變電磁場(chǎng)時(shí)，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，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。

第二，銅線要求高。粗的銅材料具有一定的彈性，彎折后會(huì)有一定程度的反彈，這使得設(shè)計(jì)難度直線上升。同時(shí)銅線的絕緣層也會(huì)因?yàn)閺澱酆头磸椬兊母�易損壞，產(chǎn)生缺口。

第三，所需設(shè)備要求高。扁線由于工序復(fù)雜、精度要求高，通過人工制造基本不可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。因此前期需要較大的投入，它的精度如果不高，產(chǎn)品的可靠性和一致性都會(huì)比較差，必須依賴專業(yè)的高端設(shè)備。

扁線電機(jī)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)扁線電機(jī)作為一種新興的電機(jī)技術(shù)，正在電動(dòng)汽車和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域迅速嶄露頭角。它采用扁平的繞組結(jié)構(gòu)，帶來了一系列的優(yōu)勢(shì)，因此備受關(guān)注。目前，扁線電機(jī)技術(shù)正朝著高功率效率、高功率密度、高可靠性、安全性、低成本和輕便化的方向發(fā)展。相比傳統(tǒng)的圓線電機(jī)，扁線電機(jī)采用扁平的繞組，具有更高的效率和功率密度。未來，扁線電機(jī)將持續(xù)提升其效率和功率密度，以滿足新能源汽車市場(chǎng)對(duì)高效和輕量化產(chǎn)品的需求。

此外，提高可靠性和安全性也是至關(guān)重要的。扁線電機(jī)需要具備更高的絕緣耐壓能力和更好的散熱性能，以確保電機(jī)的安全性和可靠性�？梢灶A(yù)見，扁線電機(jī)將進(jìn)一步提升這些方面的性能，以滿足新能源汽車市場(chǎng)對(duì)安全可靠產(chǎn)品的需求。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)的逐步形成，扁線電機(jī)的成本也將逐步降低，從而更好地滿足市場(chǎng)需求。通過技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)優(yōu)化，扁線電機(jī)的成本將得到降低，并提供更具競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。

大洋電機(jī)技術(shù)部經(jīng)理朱小康談到：“在我們當(dāng)前的規(guī)劃中，我們面臨著兩個(gè)主要問題。首先，我們需要解決高電流輸出的挑戰(zhàn)，這與我們的工藝密切相關(guān)。其次，我們需要關(guān)注整體成本控制的問題。目前，我們已經(jīng)在使用一種電機(jī)，這種電機(jī)在成本方面得到了較好的控制，并且具有創(chuàng)新性。然而，供應(yīng)和成本仍然是我們面臨的兩個(gè)關(guān)鍵問題。在未來的發(fā)展中，我們將著重解決這兩個(gè)方面的挑戰(zhàn)�！�

扁線電機(jī)在新能源汽車行業(yè)的應(yīng)用與市場(chǎng)滲透率

談及扁線電機(jī)的發(fā)展史，得從國(guó)外說起，雪佛蘭和豐田是最早采用扁線電機(jī)的車廠。隨著扁線電機(jī)在中國(guó)的發(fā)展和普及，許多新能源汽車公司，如特斯拉、上汽新能源、極氪和比亞迪等，也開始逐步應(yīng)用扁線電機(jī)。

因?yàn)橄啾扔趫A線電機(jī)，扁線電機(jī)具有槽滿率高、功率密度高、效率高等優(yōu)點(diǎn)，還可以做到體積小、效率高、導(dǎo)熱性強(qiáng)、溫升低、噪音小的特性。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，扁線電機(jī)比圓線電機(jī)能效高10%。據(jù)比亞迪集成開發(fā)工程師陳果表示：“比亞迪生產(chǎn)的新車型采用扁線電機(jī)�！睋�(jù)了解，各主機(jī)廠已緊鑼密鼓地布局扁線電機(jī)業(yè)務(wù)，特斯拉Model 3/Y、比亞迪DM-i、比亞迪秦PLUSEV、大眾ID.4以及極氪001等暢銷車型均已搭載扁線電機(jī)。

新能源車行業(yè)需求的持續(xù)繁榮，讓扁線電機(jī)的市場(chǎng)滲透率得到持續(xù)加速。這將為驅(qū)動(dòng)電機(jī)行業(yè)帶來數(shù)量和價(jià)格的雙重上漲，使其增長(zhǎng)空間變得極其廣闊。根據(jù)最新的預(yù)測(cè)，扁線電機(jī)目前訂單增長(zhǎng)勢(shì)頭良好，新能源車銷量占比提升有望帶動(dòng)扁線電機(jī)滲透率由去年的27%提升至40%左右。中航證券預(yù)計(jì)2025年全球和中國(guó)的扁線電機(jī)需求量分別為2024萬個(gè)、978萬個(gè)，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間為708億元、342億元。

據(jù)未來智庫(kù)預(yù)計(jì)，2025年扁線電機(jī)在新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)中的滲透率將超過90%。

結(jié)語

扁線電機(jī)作為一種新興的電機(jī)技術(shù)，正在逐漸嶄露頭角，并在新能源汽車中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。隨著新能源汽車市場(chǎng)的繁榮和電動(dòng)化率的提升，扁線電機(jī)的市場(chǎng)滲透率也在不斷增加。然而，要實(shí)現(xiàn)扁線電機(jī)的廣泛應(yīng)用，仍然面臨著一些技術(shù)挑戰(zhàn)和市場(chǎng)需求的考驗(yàn)。

扁線電機(jī)技術(shù)需要解決高功率輸出、生產(chǎn)工藝和成本控制等挑戰(zhàn)。提高功率密度、優(yōu)化制造工藝以及降低成本是推動(dòng)扁線電機(jī)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。另一方面，800V高壓平臺(tái)的興起為扁線電機(jī)提出了新的要求。為了滿足更高的電壓和功率輸出，扁線電機(jī)需要具備更高的耐壓能力、散熱性能和體積優(yōu)化。因此，電動(dòng)汽車制造商和供應(yīng)商必須持續(xù)創(chuàng)新和改進(jìn)以適應(yīng)800V高壓平臺(tái)的應(yīng)用場(chǎng)景。

扁線電機(jī)的前景非常光明。2022年我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷實(shí)現(xiàn)705.8萬輛和688.7萬輛，同比分別增長(zhǎng)96.7%和93.4%，我國(guó)新能源汽車的產(chǎn)銷連續(xù)8年位居世界第一，已經(jīng)成長(zhǎng)為新能源汽車最大的消費(fèi)國(guó)家。

同時(shí)，國(guó)家政策也在助力扁線電機(jī)的發(fā)展�！缎履茉雌�車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2025）》中提出，中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)計(jì)劃到2025年，純電動(dòng)乘用車新車平均電耗降至12千瓦時(shí)每百公里�！丁笆�四五”規(guī)劃綱要》中提出，“十四五”期間，新能源汽車產(chǎn)業(yè)要著重突破高效驅(qū)動(dòng)電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。隨著新能源汽車的不斷發(fā)展，扁線電機(jī)會(huì)將是未來的趨勢(shì)，小型化、集成化、高功率密度等特點(diǎn)會(huì)使扁線電機(jī)在未來擁有更廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。

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