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扁线电机应用情况
从长期来看,小型化、高速化将是新能源汽车电机的主要发展趋势,而小型化必然要求电机功率密度有大幅度提升,从技术要求来看,“十三五规划”提出新能源汽车驱动电机的峰值功率密度要达到4kW/kg,而目前这一数据仅达到3.2-3.3kW/kg。
比如,2007年,雪佛兰沃蓝达就搭载了雷米(已被博格华纳收购)提供的扁线电机;日产、丰田等车企也都应用过该技术(丰田第四代普锐斯的扁线电机来自日本电装)。
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。
既然相比传统圆线电机,扁线电机在效率、性能、散热等方面具备明显优势,那为什么之前没有被广泛应用?
首先,在前两年对于新能源整车来说电池提升的重要性和可提升性都要高于驱动电机。
而扁线绕组制造过程非常复杂,需要先将导线制作成发卡的形状,然后通过自动化设备插入到定子铁芯槽内,然后进行端部扭头和焊接,相对圆线电机,扁线电机无法进行手工制造。
想批量化高效率生产,必须要建立自动化产线,产线和设备投入较大,且量产后还需对良品率进行控制。所以在市场、技术层面都不利于扁线电机的实际应用。
过去因为各项技术不成熟导致产品不良率高,所以扁线电机无法大量应用,但是这些年电机企业并没有停下研发的脚步。
华域电动、艺达电驱动、方正电机等企业都在扁线技术上进行着持续性的投入,近年扁线绕组技术也由2层、4层升级为最新的8层扁线绕组技术。
因为随着电动车动力需求的增加,电机的转速越来越高,通过绕组的交流电的频率也越来越高。这里的交流电有着明显的“趋肤效应(skin effect)”,导致中间的面积被浪费,周围的电流很大,发热明显,效率降低。
而采用了8层扁线绕组技术的电机,导线面积更大,所以电阻和能量损耗都得以降低,电机效率提高。
以上汽新能源ER6车型为例,这台电机的最高效率达到了97%,并且在大部分工况下都能达到90%以上的效率。它的最高转速达到了15000rpm,新车0-100公里/时加速仅需7.8秒,极速达185公里/时。
对比4层发卡绕组电机,8层扁线绕组电机效率≥90%的区间从83%提升到了88%,增加了整整5%。
此外,通过仿真软件测算的效率MAP数据显示,同一款ER6车型分别采用8层发卡电机和4层发卡电机时,搭载8层发卡电机的车型NEDC工况的平均电耗从13.8千瓦时/百公里下降到12.2千瓦时/百公里,降幅超过11.5%,切实提升车辆续航里程。
特斯拉国产电机采用了扁线技术,相比圆线电机, 扁线电机满槽率和功率密度得到提升,效率更高, 散热、 HNV、轻量化等性能更优。
Model 3 后电机最大功率从 202kW 提升至 220kW,最大扭矩从 404Nm 提升至 440Nm;Model Y后电机最大功率从 180kW 提升至 220kW, 最大扭矩从 326Nm 提升至440Nm。
这已经不是简单地工作效率或者动力的提升,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。
以目前的替换速度,相信2025年扁线电机的渗透率将达到90%。除雷米、电装、日立等国外供应商外,国内有稳定出货量的供应商主要有华域电动、松正电机,以及即将投产的方正电机。
目前,扁线电机在效率、功率密度、散热能力、体积重量等方面已具有显著的优势,未来随着技术工艺的进一步成熟,扁线电机的生产成本将低于传统圆线电机。
从目前实车的应用情况上看,扁铜线电机比传统圆铜线电机有更高的持续功率,机械性能上表现出更强的鲁棒性;在低速大扭矩的应用环境下,扁线方案可以使电机做得更轻、更小,能量密度更高,这都符合行业的发展趋势。
但仅仅依靠在降低交流电阻的技术方向上继续寻求突破,导体的材料特性摆在那里,仅改变物理状态的这条路已经很窄了,潜力有限。
“电机高速化”是目前各大汽车公司贯彻最为彻底的技术路线之一,是提高电驱能量密度,降低材料成本最为行之有效的方案之一。
以此推想,如何在提高扁线电机转速的同时,降低集肤效应损耗,以达到一个应用环境需求的性能及制造成本的平衡,是关系着扁铜线电机能否走得更远、走得更好的关键所在。
除此之外,阻碍扁线电机大规模应用的多为生产工艺问题,随着机械自动化水平的提高,工艺手段的不断进步,这些问题都是可以逐步解决的。
可以预见,未来扁线电机会有更广阔的应用市场,而随着扁线电机大批量搭载和应用,将进一步推动全球电动化的发展,这不仅仅是华域电动、艺达电驱动等企业付出后的收获,更是人类社会可持续发展道路上的新篇章和重要转折点。
最后祝愿所有扁线电机的工程研发人员,本着"路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”的求知精神,为扁线电机开拓出更加光明的未来。
原创 驱动视界 驱动视界
从长期来看,小型化、高速化将是新能源汽车电机的主要发展趋势,而小型化必然要求电机功率密度有大幅度提升,从技术要求来看,“十三五规划”提出新能源汽车驱动电机的峰值功率密度要达到4kW/kg,而目前这一数据仅达到3.2-3.3kW/kg。
比如,2007年,雪佛兰沃蓝达就搭载了雷米(已被博格华纳收购)提供的扁线电机;日产、丰田等车企也都应用过该技术(丰田第四代普锐斯的扁线电机来自日本电装)。
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。
既然相比传统圆线电机,扁线电机在效率、性能、散热等方面具备明显优势,那为什么之前没有被广泛应用?
首先,在前两年对于新能源整车来说电池提升的重要性和可提升性都要高于驱动电机。
而扁线绕组制造过程非常复杂,需要先将导线制作成发卡的形状,然后通过自动化设备插入到定子铁芯槽内,然后进行端部扭头和焊接,相对圆线电机,扁线电机无法进行手工制造。
想批量化高效率生产,必须要建立自动化产线,产线和设备投入较大,且量产后还需对良品率进行控制。所以在市场、技术层面都不利于扁线电机的实际应用。
过去因为各项技术不成熟导致产品不良率高,所以扁线电机无法大量应用,但是这些年电机企业并没有停下研发的脚步。
华域电动、艺达电驱动、方正电机等企业都在扁线技术上进行着持续性的投入,近年扁线绕组技术也由2层、4层升级为最新的8层扁线绕组技术。
因为随着电动车动力需求的增加,电机的转速越来越高,通过绕组的交流电的频率也越来越高。这里的交流电有着明显的“趋肤效应(skin effect)”,导致中间的面积被浪费,周围的电流很大,发热明显,效率降低。
而采用了8层扁线绕组技术的电机,导线面积更大,所以电阻和能量损耗都得以降低,电机效率提高。
以上汽新能源ER6车型为例,这台电机的最高效率达到了97%,并且在大部分工况下都能达到90%以上的效率。它的最高转速达到了15000rpm,新车0-100公里/时加速仅需7.8秒,极速达185公里/时。
对比4层发卡绕组电机,8层扁线绕组电机效率≥90%的区间从83%提升到了88%,增加了整整5%。
此外,通过仿真软件测算的效率MAP数据显示,同一款ER6车型分别采用8层发卡电机和4层发卡电机时,搭载8层发卡电机的车型NEDC工况的平均电耗从13.8千瓦时/百公里下降到12.2千瓦时/百公里,降幅超过11.5%,切实提升车辆续航里程。
特斯拉国产电机采用了扁线技术,相比圆线电机, 扁线电机满槽率和功率密度得到提升,效率更高, 散热、 HNV、轻量化等性能更优。
Model 3 后电机最大功率从 202kW 提升至 220kW,最大扭矩从 404Nm 提升至 440Nm;Model Y后电机最大功率从 180kW 提升至 220kW, 最大扭矩从 326Nm 提升至440Nm。
这已经不是简单地工作效率或者动力的提升,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。
以目前的替换速度,相信2025年扁线电机的渗透率将达到90%。除雷米、电装、日立等国外供应商外,国内有稳定出货量的供应商主要有华域电动、松正电机,以及即将投产的方正电机。
目前,扁线电机在效率、功率密度、散热能力、体积重量等方面已具有显著的优势,未来随着技术工艺的进一步成熟,扁线电机的生产成本将低于传统圆线电机。
从目前实车的应用情况上看,扁铜线电机比传统圆铜线电机有更高的持续功率,机械性能上表现出更强的鲁棒性;在低速大扭矩的应用环境下,扁线方案可以使电机做得更轻、更小,能量密度更高,这都符合行业的发展趋势。
但仅仅依靠在降低交流电阻的技术方向上继续寻求突破,导体的材料特性摆在那里,仅改变物理状态的这条路已经很窄了,潜力有限。
“电机高速化”是目前各大汽车公司贯彻最为彻底的技术路线之一,是提高电驱能量密度,降低材料成本最为行之有效的方案之一。
以此推想,如何在提高扁线电机转速的同时,降低集肤效应损耗,以达到一个应用环境需求的性能及制造成本的平衡,是关系着扁铜线电机能否走得更远、走得更好的关键所在。
除此之外,阻碍扁线电机大规模应用的多为生产工艺问题,随着机械自动化水平的提高,工艺手段的不断进步,这些问题都是可以逐步解决的。
可以预见,未来扁线电机会有更广阔的应用市场,而随着扁线电机大批量搭载和应用,将进一步推动全球电动化的发展,这不仅仅是华域电动、艺达电驱动等企业付出后的收获,更是人类社会可持续发展道路上的新篇章和重要转折点。
最后祝愿所有扁线电机的工程研发人员,本着"路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”的求知精神,为扁线电机开拓出更加光明的未来。
原创 驱动视界 驱动视界
【云深无迹】时隔多年再次做花瓶簪2333
你敢相信这个花瓶的材料也是买了五六年了?[允悲]有很多材料买的时候觉得一定能用,但是又被搁置很多年。不过这不也确实用上了么[哈哈][哈哈][哈哈][哈哈]。(所以手工er有不囤货的么[允悲])
用的钗杆子比较短,可能只有八公分左右,纯纯的装饰簪子。
我最近开始在一些部位上使用uv胶,发现真的是很好用。可以说是YYDS 了,真的帮我解决了很多需要立体固定的难题。。
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用的钗杆子比较短,可能只有八公分左右,纯纯的装饰簪子。
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