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什么是扁線電機(jī)？扁線電機(jī)，即扁平銅包線繞組的電機(jī)。是一種常見的電動(dòng)機(jī)類型，它由定子和轉(zhuǎn)子組成，通常采用扁平的銅線作為繞組導(dǎo)線。最初，它主要應(yīng)…
什么是扁線電機(jī)？
扁線電機(jī)，即扁平銅包線繞組的電機(jī)。是一種常見的電動(dòng)機(jī)類型，它由定子和轉(zhuǎn)子組成，通常采用扁平的銅線作為繞組導(dǎo)線。
最初，它主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的大功率電機(jī)和發(fā)電機(jī)組，因?yàn)檫@些場(chǎng)合對(duì)電機(jī)的功率和效率要求很高。
后來，新能源汽車產(chǎn)業(yè)逐漸興起，扁線電機(jī)也開始應(yīng)用到車輛領(lǐng)域。車輛上很多應(yīng)用功能采用扁線電機(jī)，比如汽車發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、EPS（電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向）電機(jī)、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、P2（平行混合動(dòng)力）系統(tǒng)電機(jī)等等。
一、扁圓電機(jī)性能差異
扁線電機(jī)是目前電機(jī)繞組的主流形式，與圓線相比，扁線有利于提高電機(jī)槽滿率。
圓線電機(jī)的槽滿率約為50%，扁線電機(jī)的槽滿率可以達(dá)到70%以上。
槽滿率的提升意味著在空間不變的前提下，可以填充更多的銅線，產(chǎn)生更強(qiáng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，提升功率密度。
二、扁線電機(jī)種類
扁線電機(jī)的繞組形式主要包括I-pin, Hair-pin, X-pin和S-winding。
I-Pin
I-Pin繞組的形狀像I形，直接插入，然后在兩側(cè)焊接。
無需進(jìn)行單槽組裝，可進(jìn)一步減少繞組組裝的預(yù)留空間。
缺點(diǎn)是焊接工藝繁瑣，端部尺寸大。
Hair-pin
Hair-pin纏繞的形狀像發(fā)夾。
它首先成型，然后插入，然后在一側(cè)焊接。
它是使用最廣泛的扁線繞組形式。
X-pin
X-pin繞組主要在焊接端進(jìn)行優(yōu)化。
Hair-pin相比X-pin，端部高度降低，能進(jìn)一步減少電機(jī)體積，有利于整車軸向空間的布局，功率密度提升，制造工藝相對(duì)波繞組簡(jiǎn)單，產(chǎn)線投入基于當(dāng)前Hair-pin產(chǎn)線升級(jí)投資額較低，產(chǎn)品性能及投資明顯超越波繞組，即將成為發(fā)卡電機(jī)新的趨勢(shì)。
S-winding
S-winding的形狀為S形，成型后，兩端不需要焊接，并且端部空間尺寸更小，NVH性能更優(yōu)異，減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更平穩(wěn)的操作和更好的性能冷卻效果。
三、X-pin和Hair-pin工藝區(qū)別
1、線成型
線成型工藝與傳統(tǒng)Hairpin成型差別不大，需重點(diǎn)關(guān)注成型精度，因?yàn)閄-pin無切平工藝，成型后pin角一致性要求較高，因去漆長(zhǎng)度僅需5mm左右，如機(jī)械去漆會(huì)導(dǎo)致斷面無法完全貼合，焊接漏激光，所以只能采用激光去漆方式。
劣勢(shì)：X-pin相對(duì)Hairpin精度要求高，對(duì)于設(shè)備是送線精度要求高，實(shí)現(xiàn)難度大。
優(yōu)勢(shì)：X-pin相對(duì)Hairpin節(jié)省銅損20mm以上，雙面去漆即可。
2、扭頭方式
X-pin相對(duì)Hairpin扭頭最大的變化點(diǎn)是取消了直線段，無法實(shí)現(xiàn)入桶扭轉(zhuǎn)方式，并且因?yàn)闊o切平工藝，端部不是平面，如何實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)且扭轉(zhuǎn)后的切面保持一致性是扭轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。需要用全新的扭頭工藝來保證扭頭后的切面一致性，以及扭轉(zhuǎn)回彈量的控制需要極高的設(shè)備精度以及算法補(bǔ)償。
3、焊接方式
Hair-pin和X-pin的焊接方式有所不同。
Hair-pin采用熱熔焊，端部形成焊球，熱影響區(qū)域較大，一般在8-10mm2左右，熔接面積為110%截面積作用，拉拔力一般800-1000N左右。
X-pin采用低溫焊，端部不再形成焊球，需向下穿透，熱影響區(qū)域要求小，熔接面積為80%截面積作用，拉拔力一般600-800N左右。
4、絕緣處理
Hair-pin采用浸漬漆+涂敷工藝即可保證絕緣性能及強(qiáng)度。
X-pin亦可采用浸漬漆+涂敷工藝，但X-pin的熔接面積及拉拔力相對(duì)于Hair-pin較低，所以絕緣處理方式建議采用強(qiáng)度更高的端部灌封工藝。這種工藝可以提高電機(jī)的絕緣性能和強(qiáng)度，同時(shí)也可以提高電機(jī)的可靠性。
結(jié)語(yǔ)
最后，X-pin電機(jī)相比Hair-pin電機(jī)具有更高的功率密度，生產(chǎn)工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單，提高了電機(jī)的效率。
同時(shí)，因?yàn)樯a(chǎn)工藝的減少，導(dǎo)致X-pin電機(jī)制造設(shè)備的難度增加，X-pin電機(jī)設(shè)備需要更高的精度控制和更嚴(yán)格的工藝要求。
隨著“雙碳”戰(zhàn)略的實(shí)施，綠色消費(fèi)成為居民消費(fèi)新趨勢(shì)，綠色低碳也成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向，加快汽車產(chǎn)業(yè)向綠色轉(zhuǎn)型的步伐。
在這個(gè)大背景下，新能源電機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和產(chǎn)線的不斷優(yōu)化，相信X-pin電機(jī)將成為未來新能源電機(jī)的新趨勢(shì)。
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