为什么扁线电机脱颖而出？下一步是什么'？

扁线电机一般采用4层或8层扁线结构，每道工序均由专有设备全自动生产。产品一致性好，生产效率高。但是，对设备专用性的要求很高。而且经济型不适合小批量生产样机。

扁线电机绕组在定子槽内排列，槽满率，纯铜槽满率70%，提高电机转矩输出能力和散热能力；磁铁双V结构转子，磁铁利用率高，提高电机扭矩和功率容量；扁线电机定子PIN脚端采用激光焊接，焊缝全圆，焊接强度高，焊接效率高，焊缝一致性好。

扁线电机具有体积小、重量轻、功率密度高的结构特点。方正设计的扁线电机定子铁芯外径220mm，每槽8根导体，C型绝缘纸，绕线行星连接，4路并联，中心点采用沉环连接，结构紧凑，可靠性高.

扁线电机具有高输出性能。方正扁线电机峰值性能350Nm/170kW，持续性能150Nm/65kW。

电机最高效率为97.5%，平均NEDC效率>94%。

扁线电机的优点

1.槽满率高。通常可以达到70%以上的槽满率。提高槽满率可以有效提高电机的功率密度。并改善定子槽内的散热。

2.具有更强的散热能力。除了扁线低速时由于交流电阻发热而下降。与圆线定子相比，减少了槽内的热阻，使传热更好。

3.具有更强的动力扭矩能力。扁线电机产生更低的热量和更好的散热能力，电磁设计适当增强定子绕组的热负荷，给转子更多的空间，确保扁线定子温度与圆线定子相近增加转子外径，以提高电机的峰值输出能力。

4.扁线绕线电机与圆线绕线电机相比。低速时更有效率优势，更适合中国城市路况对车辆的需求。

一、行业发展驱动力，扁线电机的5大优势

优势一：高能量转换效率带来电池成本节约。

扁平线电机可以显着提高转换效率并降低电池成本。根据上汽绿色频道的评测，在WLTC工况下，扁线电机的转换效率比传统圆线电机高1.12%。两个效率值之间的差异是全范围平均值中的 2%。在城市条件下（低速和高扭矩），两个效率值之间存在 10% 的差异。

较低的铜消耗导致扁平线电机的转换效率高于圆线电机。

在电机的能量损失中，65%来自铜耗，20%来自铁耗，10%来自风摩擦损失，5%来自杂散损失。铜消耗来自通过铜线的电流的电阻加热 Q=I2R。槽满率越高，相同功率电机所需的铜线越短。从而降低内阻，减少发热，减少铜耗。

理论上圆线的槽填充率一般在40%左右，而扁线可增加到70%。由于圆线的横截面是圆形的，所以线之间的不规则间隙是不可避免的。尽管扁线具有更小的间隙和更高的插槽填充率。

扁线电机的高效范围远高于圆线电机。圆线电机高效率范围的一般要求是效率>85%的范围百分比不小于85%。我们称之为“双85”。扁线电机的效率范围不小于90%的效率范围> 90%。我们称之为“双90”。电机的效率与转速和转矩有关。而城市中频繁的启停工况是低速高扭矩工况。这是圆线电机的低效率范围，而扁线电机在这种情况下的转换效率更高。

优点二：散热好，提高高温动力。

扁线电机散热性能好，比圆线电机降低温升10%。由于接触更紧密扁线与圆线相比，散热有所改善，发现在高槽填充率下绕组之间的热导率为150%，在低槽填充率下。绕组在热导率方面是各向异性的，轴向热导率比径向高 100 倍。在较低的温升条件下，可以使整车获得更好的加速性能。

优势三：功率密度高，整车动力更强。

根据上汽绿芯频道的评测，扁线电机槽满率提升。由于相同体积的铜线填充量增加20-30%，我们预计输出功率增加20-30%。它使整个车辆更加强大。

优势四：电磁噪音低，整车更安静。

扁线电机线的应力更大，刚性更强，电枢刚性更好。对电枢噪声有抑制作用。可以采取相对较小的槽口尺寸，有效降低槽口转矩，进一步降低电机的电磁噪声。

优势五：体积小，集成效率高，符合一体机电驱动的发展趋势。

由于较高的插槽填充率扁线，我们预计同功率电机体积减少30%，原因是铜线用量减少，对应定子。另外，扁线电机是一种更先进的绕线方式，带来更容易切割的电机端部，相比圆线电机减少了15-20%的端部尺寸，空间进一步减小了电机小型化和轻量化。

B、我们正在解决 b扁平线电机应用的障碍逐个

扁线具有许多传统绕组无法比拟的优点，但同时扁线电机也有一些缺点。但总的来说，没有缺点。随着技术的发展和渗透率的逐步提高，我们将一一解决扁线电机应用的障碍。

应用壁垒1：“趋肤效应”和“邻近效应”明显，高速时交流阻抗增加，转换效率下降。

趋肤效应是指导体中存在交流电流或交变电磁场时的现象。导体内部的电流分布不均匀。并且电流集中在导体的“皮肤”部分。邻近效应是指导体彼此靠近，当有交流电时，每个导体都处于自身电流产生的磁场中。而且在其他导体中的电流所产生的磁场中也是如此。它使每个导体中的电流分布会受到相邻导体的影响而出现不均匀现象。 “趋肤效应”和“邻近效应”会增加交流阻抗。它会增加交流阻抗并降低高速转换效率。

“趋肤效应”不影响扁线电机渗透率的快速提升，但工程师们也有改进方案：

1）增加扁丝的长径比，间接增加扁丝的比表面积；

2）减小导体尺寸间接增加导体的比表面积扁线.但这也会降低slot的满率，我们需要评估一下。

3) 使用多速齿轮

4）铜线的3D打印，允许导体尺寸和横截面的任意变化，在绕组设计中给予很大的自由度，从而在导体内产生电分离结构，所述电分离结构用于限制涡流路径使电流密度“强制”除了可以借助 3D 打印实现任意连接几何形状，不需要传统的绕线接头焊接工艺，这种解决方案短期内无法量产.

应用壁垒2：非标准化。

不同的车企有不同的设计方案，定子是电机设计的核心。定子尺寸设定后，线材形状和线材尺寸在任意点发生变化。需要定制昂贵的工装模具，兼容性低，系列化难度高。

应用壁垒3：扁线电机生产线投资是圆线的2-5倍。

扁线电机对产品一致性要求高，技术难度大。需要高精密自动化伺服设备、焊接设备、HairPin线材成型设备、工装等方面的投资。我们已经确认了汽车和扁平线电机的电气化趋势。而扁线电机正逐渐成为资本的宠儿。

应用壁垒4：扁线需求高，成本高扁线和技术难度。

扁线加工难度加大：

1）从圆形切换到矩形会导致铜线生产过程更加复杂。

2）涂装难度更大。

扁平线的R角包覆难度很大，这里也很难保证绝缘层的均匀性。绝缘涂层干燥后会收缩，扁线收缩不均匀，容易变形，需要改进，使R角处的涂层厚度加厚。

3) 之后扁线弯曲成发夹，应力集中在R角。

容易导致涂层破损。

4）行业要求扁线精度高、截面积大、匝数少。

单线不一致性对整体性能的影响明显加大，一致性的扁线要求高，复杂的加工成本使扁线成本更高，也使得扁线加工企业享有更高的技术溢价。

要求合理设计，严格控制拉涂速度、拉涂协调、拉丝模配置、张力控制、涂模配置、烘烤温度、绝缘漆粘度、工作环境等多个控制点。

最大的成本扁线是原料，无氧铜棒。而且加工成本在电机中并不是很高的价值。稳定的合格产品供应是与车企合作的关键。由于主要成本是原材料，车企没有太大动力去寻找加工费较低的供应商。

为什么扁线电机脱颖而出？下一步是什么？