新能源汽车电机厂商布局电机系统主要有三种方式:一是车企自建电机业务,例如比亚迪、北汽新能源、江铃新能源等企业均具备自主供应电机产品的能力;二是传统汽车零部件企业,如联合汽车电子等;三是专业的新能源汽车电机企业,例如大洋电机、精进动力等。此外,部分传统工业电机生产企业也依靠在研发、生产上的技术积累,积极转型介入新能源汽车电机产品的供应,如汇川技术、英威腾、卧龙电气、方正电机、江特电机等。
(1)系列化设计难,对设计师要求高
扁线电机最主要的技术难点是很难做到系列化设计,即柔性不够,所以非常考验电机设计师的功力。从设计电机的角度来说,一般会设计一套方案,扩展出一系列的不同设计。例如,企业在设计100KW电机时,需要设计80-120KW这个区间内一系列的电机,一是为了满足潜在的需求,二是为了拉开与其他企业在设计上的差异。对于漆包圆线电机,由于铁芯和槽数相同,只是长度和线圈的匝数不同,故可以比较容易设计出一个系列,而扁线电机很难达到这个效果。
(2)集肤效应导致损耗增加
漆包圆线电机可以用细线,线比较多,而漆包扁线比较粗,会产生一种集肤效应,该效应会使扁线电机的损耗有所增加,具体的影响表现为频率越高,漆包扁线绕组的交流铜耗会越高。同时该效应还和电磁设计有关,比如槽内磁密幅值、槽口高度等也和漆包扁线的尺寸有关。
(3)对铜线要求高
粗的铜材料具有一定的弹性,弯折后会有一定程度的反弹,需要设计师提前设计好,非常考验设计师水平。正是因为弯折和反弹等因素,绝缘层容易损坏而产生缺口,于是对铜线的质量提出了更高的要求。并且发卡电机对铜线的要求更高,传统扁线电机在绕组成型后可以进行包裹绝缘处理,但是发卡电机不符合要求。
(4)设备要求高
扁线电机由于工序复杂、精度要求高,通过人工制造基本不可能实现大规模量产,必须依赖专业的高端生产设备,这是大规模普及的前提,也是制约其国产化的一个重要原因。从厂家看,扁线电机生产设备供应商目前主要集中分布在日本、意大利、德国等发达国家,国内暂时还没有合格的设备供应商。而国外设备价格高昂,很难引入到国内。
新思界
行业研究员表示,目前,扁线电机对传统漆包圆线电机的替代作用仍不明显,新能源汽车电机绕组通常采用多股漆包圆线绕制,槽空间利用率低,电机体积大,发热严重。随着新能源车产业的不断升级,在槽满率提升、散热性能提升、成本下降等方面具有瓶颈的漆包圆线电机极可能会被逐渐普及的扁线电机取代,而且从海外知名电动车型Volt、Bolt、普锐斯的大规模应用扁线技术可以印证。