保時(shí)捷Taycan上的扁線電機(jī)或成技術(shù)主流
一周前,保時(shí)捷Taycan(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)正式上市,非常受歡迎。作為保時(shí)捷品牌首款純電動(dòng)跑車,Taycan同樣擁有諸多創(chuàng)新技術(shù),其“Hair-Pin發(fā)夾式電機(jī)”不僅擁有出色的駕駛性能,更是一項(xiàng)將引領(lǐng)下一代新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)。在法蘭克福車展上,長(zhǎng)城汽車旗下的蜂巢一創(chuàng)和零部件供應(yīng)商舍弗勒都展示了各自扁平線電機(jī)的技術(shù)實(shí)力。這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是什么?為什么業(yè)界普遍將其視為開(kāi)啟新電驅(qū)時(shí)代的“鑰匙”?
60秒快速閱讀:1。與傳統(tǒng)電機(jī)中使用的圓形導(dǎo)線相比,扁平導(dǎo)線電機(jī)使用扁平導(dǎo)線。它的優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)更緊湊,更節(jié)省材料,功率更大。2.扁線電機(jī)最早由國(guó)外車企首創(chuàng)和應(yīng)用,如豐田普銳斯(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)、雪佛蘭沃蘭達(dá)等。國(guó)內(nèi)應(yīng)用案例很少,車企也沒(méi)有大規(guī)模采用。3.在技術(shù)層面,國(guó)內(nèi)扁線電機(jī)在設(shè)計(jì)、制造和原材料方面都面臨挑戰(zhàn)。行業(yè)尚不成熟,導(dǎo)致前期應(yīng)用成本較高。當(dāng)市場(chǎng)成熟后,扁線電機(jī)將能夠降低整車成本,提高其性能。
● 何謂扁線電機(jī)?扁線電機(jī)對(duì)應(yīng)“圓線電機(jī)”。扁線和圓線的區(qū)別在于電機(jī)定子繞組中使用的導(dǎo)線形狀不同。傳統(tǒng)電機(jī)使用圓形導(dǎo)線,而扁平導(dǎo)線電機(jī)使用扁平矩形導(dǎo)線。
直線電機(jī)之所以會(huì)成為未來(lái)趨勢(shì),是由新能源汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展決定的。小型化、集成化和高功率密度的特點(diǎn)是新能源汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向。畢竟體積大、重量重、動(dòng)力弱的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在新能源汽車市場(chǎng)并不受歡迎。
顯然,使用扁線可以大大提高槽填充率,因?yàn)閳A導(dǎo)線之間有空的間隙,而扁線則更緊湊。一般來(lái)說(shuō),槽填充率越高,線圈中的導(dǎo)線越多,產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng),電機(jī)功率越大。
數(shù)據(jù)顯示,在相同空區(qū)間內(nèi),扁線電機(jī)可以多填充20-30%的導(dǎo)線,可以理解為在一定程度上增加電機(jī)功率20-30%。另一方面,在達(dá)到相同功率密度的前提下,扁線電機(jī)會(huì)更加緊湊。
與傳統(tǒng)電機(jī)相比,扁線結(jié)構(gòu)還有其他優(yōu)點(diǎn)。它大大增加了導(dǎo)線之間的接觸面積,所以散熱能力會(huì)更強(qiáng)。由于卷繞體積較小,耗材較少。
電機(jī)是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能過(guò)程中起關(guān)鍵作用的關(guān)鍵部件。體現(xiàn)在整車上,扁線電機(jī)可以提供優(yōu)越的加速性能和更低的噪音,大大提升了整車的性能。總之,扁線電機(jī)符合新能源汽車的發(fā)展趨勢(shì)。誰(shuí)能率先開(kāi)發(fā)量產(chǎn)扁線電機(jī),誰(shuí)就能更好地?fù)屨际袌?chǎng),搶占新能源汽車的紅利。
●國(guó)外率先示范應(yīng)用,我國(guó)尚處于起步階段。
多年前,國(guó)外只有少數(shù)汽車廠商在新能源汽車產(chǎn)品中采用了扁線電機(jī)技術(shù)。比如2021年,雪佛蘭沃蘭達(dá)配備了雷米提供的扁線電機(jī);日產(chǎn)、豐田等車企也應(yīng)用了這項(xiàng)技術(shù)。
如今,國(guó)內(nèi)汽車公司和零部件供應(yīng)商也開(kāi)始涉足這項(xiàng)技術(shù)。在今年的法蘭克福車展上,長(zhǎng)城汽車控股的零部件公司蜂巢一創(chuàng)展示了自主研發(fā)生產(chǎn)的“扁平線技術(shù)”電驅(qū)動(dòng)集成系統(tǒng)。此外,包括SAIC、比亞迪、BAIC在內(nèi)的OEM,以及方正汽車、漢(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)納汽車等汽車企業(yè)也進(jìn)行了相應(yīng)的研究。
方正電機(jī)總經(jīng)理牛明奎表示,“國(guó)內(nèi)扁線電機(jī)普遍處于起步階段。許多汽車和零部件公司正在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)有3-5家電機(jī)廠從事扁線電機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā),約4家汽車廠商也在從事研發(fā)。”
另?yè)?jù)報(bào)道,根據(jù)國(guó)內(nèi)原始設(shè)備制造商和電機(jī)企業(yè)的R&D進(jìn)度,國(guó)內(nèi)扁線電機(jī)最早將在2021年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,預(yù)計(jì)2025年市場(chǎng)滲透率將達(dá)到67%。事實(shí)上,目前扁線電機(jī)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的應(yīng)用相對(duì)“冷清”。
牛明奎說(shuō),“扁平線電機(jī)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用案例很少。目前,只有一款配備該技術(shù)的車型投放市場(chǎng)?!彼M(jìn)一步解釋說(shuō),基于扁線電機(jī)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的公司和項(xiàng)目相當(dāng)多,更多的公司已經(jīng)開(kāi)始密集研究,未來(lái)還會(huì)開(kāi)發(fā)更多基于扁線電機(jī)的項(xiàng)目。
一位不愿透露姓名的人士告訴,“目前國(guó)內(nèi)的應(yīng)用并不多。就像燃料電池一樣,雖然我們都知道技術(shù)好,但所有的OEM都不會(huì)提前量產(chǎn)。”
總的來(lái)說(shuō),扁線電機(jī)技術(shù)最早由國(guó)外車企首創(chuàng)和應(yīng)用,在新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)市場(chǎng)取得了良好的示范效應(yīng),而我國(guó)還在追趕中。
●設(shè)計(jì)/制造等環(huán)節(jié)具有挑戰(zhàn)性,但可以降低整車成本。
雖然從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,扁線電機(jī)是未來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展方向。雖然有很多優(yōu)點(diǎn),但也有缺點(diǎn),如設(shè)計(jì)困難、制造困難、容易丟失。從另一個(gè)角度來(lái)看,原材料、生產(chǎn)工藝、專業(yè)制造設(shè)備等痛點(diǎn)成為扁線電機(jī)產(chǎn)業(yè)化的壁壘,這也是其至今未能實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用的原因。
“扁線電機(jī)是一項(xiàng)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造工藝都與傳統(tǒng)電機(jī)完全不同的技術(shù)?!迸C骺f(shuō),尤其是線圈成型、扭絞、焊接、浸膠等生產(chǎn)工藝,都需要新的發(fā)展。目前被歐美企業(yè)壟斷,將成為我國(guó)掌握核心技術(shù)的主要瓶頸?!罢l(shuí)能全方位掌握設(shè)計(jì)、制造等核心技術(shù),誰(shuí)就能真正在扁線電機(jī)領(lǐng)域取得技術(shù)突破?!迸C骺f(shuō)。
市場(chǎng)也是如此。目前擁有扁線電機(jī)量產(chǎn)能力的廠商大多為國(guó)際玩家,如日本電裝、日立電氣、德國(guó)舍弗勒等。在國(guó)內(nèi),SAIC零部件公司華宇汽車在2021年實(shí)現(xiàn)了扁平線電機(jī)的部分出貨。
上述“3-5家電機(jī)廠”和“約4家主機(jī)廠”在扁線電機(jī)的技術(shù)開(kāi)發(fā)、制造等方面差異較大。牛明奎說(shuō),“大部分廠家主要依靠國(guó)外進(jìn)口設(shè)備來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題。只有少部分優(yōu)秀人才從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和制造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了全方位的能力積累和技術(shù)突破。”
此外,圓形導(dǎo)體升級(jí)為扁平矩形導(dǎo)體帶來(lái)的另一個(gè)問(wèn)題是,產(chǎn)業(yè)鏈上游導(dǎo)體的制造技術(shù)也需要同步創(chuàng)新。
技術(shù)問(wèn)題是一方面,由此產(chǎn)生的產(chǎn)品性價(jià)比是另一方面。上述匿名人士還提到“扁線電機(jī)設(shè)計(jì)制造難度大?!边@也反映出在市場(chǎng)成熟之前,缺乏合作伙伴共同承擔(dān)R&D等方面的成本,導(dǎo)致車企應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的成本更高?!袄麧?rùn)為王”正好解釋了為什么車企沒(méi)有提前量產(chǎn)。
鑒于扁線電機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),當(dāng)其跨越技術(shù)降本、規(guī)模降本的臨界點(diǎn)時(shí),該技術(shù)仍具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。牛明奎認(rèn)為,“與傳統(tǒng)的圓線電機(jī)相比,扁線電機(jī)可以降低8%-12%的有效材料成本。如果考慮到給整車性能和功耗帶來(lái)的優(yōu)勢(shì),扁線電機(jī)可以降低15%左右的成本。”
全文摘要:
目前扁線電機(jī)替代傳統(tǒng)電機(jī)的情況還不明顯,短期內(nèi)投產(chǎn)應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)不愿意由車企承擔(dān)。任何技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)的道路都是非??部赖?。技術(shù)不成熟導(dǎo)致市場(chǎng)應(yīng)用困難,市場(chǎng)培育不足反過(guò)來(lái)制約技術(shù)快速突破。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,技術(shù)變革是大勢(shì)所趨;對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō),為什么不花更少的錢來(lái)獲得更好的用戶體驗(yàn)?zāi)兀?/p>
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