[汽車之家 行業(yè)] 一周前,保時捷Taycan(參數(shù)|詢價)正式上市,,一時風(fēng)頭無兩,。作為保時捷品牌首款純電動跑車,,Taycan也具備了多方面的創(chuàng)新性技術(shù),其所搭載的“扁線電機”(Hair-Pin發(fā)卡電機)不僅發(fā)揮了出色的驅(qū)動性能,,更是一項將領(lǐng)銜下一代新能源汽車驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù),。在法蘭克福車展上,長城汽車旗下蜂巢易創(chuàng)及零部件供應(yīng)商舍弗勒等都展示了各自扁線電機的技術(shù)實力,。該技術(shù)的實力究竟幾何,?為何業(yè)內(nèi)普遍又將其視為開啟新電驅(qū)動時代的“鑰匙”呢?
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1,、相比起傳統(tǒng)電機所采用的圓形導(dǎo)線,,扁線電機采用的是扁平導(dǎo)線,。其優(yōu)勢在于電機體積更緊湊、更節(jié)約材料,、功率更強勁,。
2、扁線電機率先由國外車企發(fā)起應(yīng)用,,如豐田普銳斯,、雪佛蘭沃藍達等。國內(nèi)應(yīng)用案例較少,,車企尚未進行大規(guī)模采用,。
3、技術(shù)層面,,國內(nèi)扁線電機在設(shè)計,、制造、原材料等方面均面臨挑戰(zhàn),。產(chǎn)業(yè)尚未成熟,,由此帶來前期應(yīng)用成本高。市場成熟后,,扁線電機將能降低整車成本并提升其性能,。
與扁線電機相對應(yīng)的就是“圓線電機”,,扁線,、圓線的區(qū)別就在于電機中定子繞組所用的導(dǎo)線的形態(tài)不同。傳統(tǒng)電機采用的圓形導(dǎo)線,,而扁線電機則采用了扁平的矩形導(dǎo)線。
扁線電機之所以會成為未來趨勢,,是由新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)發(fā)展決定的,,小型化、集成化,、高功率密度等特點都是新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)的演進方向,。畢竟,體積大,、重量大,、動力弱的驅(qū)動系統(tǒng)在新能源汽車市場是不招待見的。
顯而易見,,采用扁線可以大幅提高槽滿率(指線圈放入槽內(nèi)后占用槽內(nèi)空間的比例),,因為圓線之間存在著空隙,而扁線則更加緊密,。通俗來講,,槽滿率越高,,就代表著線圈中導(dǎo)線越多,產(chǎn)生的磁場會更強,,那么電機的功率就會更大,。
有數(shù)據(jù)顯示,在相同的空間內(nèi),,扁線電機可以多填充20-30%的導(dǎo)線,,從某種程度上可以理解成將電機功率提升了20-30%。反過來說,,在達到相同的功率密度的前提下,,扁線電機的體積也會更加緊湊。
相比起傳統(tǒng)電機而言,,扁線結(jié)構(gòu)還有其他優(yōu)勢,。它使得導(dǎo)線與導(dǎo)線間的接觸面積大幅提高,因此散熱能力會更強,。又因為繞組體積更小,,所以耗材就更少。
電機,,在電能轉(zhuǎn)化為機械能的過程中是起著樞紐作用的關(guān)鍵部件,。反映在整車上,扁線電機能提供更優(yōu)越的加速性能,,并且噪音更小,,大幅提升了整車性能�,?偠灾�,,扁線電機順應(yīng)了新能源汽車發(fā)展潮流。誰能率先開發(fā)并量產(chǎn)扁線電機,,誰就能更好地搶占市場,,抓住新能源汽車爆發(fā)的紅利。
● 國外率先示范應(yīng)用 國內(nèi)仍處于初級階段
在多年以前,,只有少數(shù)國外汽車廠商所生產(chǎn)的新能源汽車產(chǎn)品采用了扁線電機技術(shù),。比如,2007年,,雪佛蘭沃藍達就搭載了雷米(已被博格華納收購)提供的扁線電機,;日產(chǎn)、豐田等車企也都應(yīng)用過該技術(shù)(豐田第四代普銳斯的扁線電機來自日本電裝),。
現(xiàn)今,,國內(nèi)車企及零部件供應(yīng)商也紛紛染指這一技術(shù)。在今年法蘭克福車展上,,長城汽車控股的零部件公司蜂巢易創(chuàng)就展示了自主開發(fā)生產(chǎn)的“扁線技術(shù)”電驅(qū)動集成系統(tǒng),。此外,,包括上汽、比亞迪和北汽在內(nèi)的主機廠,,以及方正電機,、漢拿電機等電機企業(yè)也都已經(jīng)展開了相應(yīng)的研究。
方正電機總經(jīng)理牛銘奎稱,,“國內(nèi)扁線電機總體處于起步階段,。多家整車、零部件企業(yè)正在進行產(chǎn)品開發(fā),。目前,,國內(nèi)有3-5家電機廠在從事扁線電機技術(shù)的開發(fā),另有約4家整車廠也在進行研發(fā),�,!�
另有報告顯示,根據(jù)國內(nèi)主機廠和電機企業(yè)的研發(fā)進度來看,,國內(nèi)扁線電機最快將于2020年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,,2025年市場滲透率有望達到67%。實際上,,就當(dāng)前而言,,扁線電機國內(nèi)市場應(yīng)用相對“冷清”。
牛銘奎表示,,“國內(nèi)扁線電機規(guī)模應(yīng)用案例還較少,,目前只有一款搭載該技術(shù)的車型投放市場�,!彼M一步闡釋道,,基于扁線電機進行產(chǎn)品開發(fā)的公司和項目為數(shù)不少,并且更多公司都已開始緊鑼密鼓地進行調(diào)研,,后續(xù)會研發(fā)更多基于扁線電機的項目,。
一位不具名人士(該人士為國內(nèi)某大型自主品牌車企研究院技術(shù)負責(zé)人)對汽車之家表示,“目前國內(nèi)應(yīng)用并不多,。就像燃料電池一樣,,雖然都知道技術(shù)好,,但是各個主機廠都不會提前大規(guī)模量產(chǎn),。”
總體看來,,扁線電機技術(shù)由國外車企率先發(fā)起應(yīng)用,,并且在新能源驅(qū)動電機市場取得了良好的示范效應(yīng),而國內(nèi)目前還在追趕當(dāng)中,。
● 設(shè)計/制造等環(huán)節(jié)挑戰(zhàn)大 但能降低整車成本
盡管從長期來看,,扁線電機是未來驅(qū)動電機的發(fā)展方向,。在具備諸多優(yōu)勢的同時,也同樣存在劣勢,,比如設(shè)計難度,、工藝制造難度、更易損耗等,。換個角度來說,,原材料、生產(chǎn)工藝,、專業(yè)制造設(shè)備等痛點成為了扁線電機產(chǎn)業(yè)化的壁壘,,這也是其尚未實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的原因。
“扁線電機是一項從產(chǎn)品設(shè)計到制造工藝等環(huán)節(jié)都截然不同于傳統(tǒng)電機的技術(shù),�,!迸c懣Q,尤其是生產(chǎn)工藝,,例如線圈成型,、扭頭、焊接,、浸漬等,,都需要全新的開發(fā)。目前尚由歐美企業(yè)壟斷,,這將成為國內(nèi)對核心技術(shù)掌握的主要瓶頸,。“誰能掌握設(shè)計,、制造等全方位的核心技術(shù),,誰才能真正在扁線電機領(lǐng)域取得技術(shù)突破�,!迸c懣f,。
市場現(xiàn)狀也確實如此。目前,,具備扁線電機量產(chǎn)能力的廠家多為國際玩家,,如日本電裝、日立電機,,以及德國舍弗勒等,。國內(nèi),上汽集團旗下零部件公司華域汽車曾于2017年實現(xiàn)了扁線電機部分出貨,。
上述所提及的“3-5家電機廠”和“約4家主機廠”,,在扁線電機技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)制造等方面的能力差異都很大,。牛銘奎表示,,“多數(shù)廠家主要依靠國外進口設(shè)備解決工藝問題,。只有數(shù)量很少的佼佼者,實現(xiàn)了從產(chǎn)品開發(fā),、生產(chǎn)制造工藝的全方位能力積累和技術(shù)突破,。”
除此之外,,由圓形導(dǎo)線升級為扁平矩形截面導(dǎo)線所帶來的另一個問題是,,處于產(chǎn)業(yè)鏈上游的導(dǎo)線制造技術(shù)也需要同步革新。
技術(shù)難題是一方面,,由此所帶來的產(chǎn)品性價比又是一方面,。上述不具名人士也提到,“扁線電機在設(shè)計,、制造等方面的難度都比較大,。”這也反映了在市場成熟前,,缺少合作伙伴來共同承擔(dān)研發(fā)等各方面的成本,,由此導(dǎo)致車企應(yīng)用該技術(shù)成本較高�,!袄麧櫈橥酢鼻『媚芙忉屲嚻鬄楹螞]有提前進行大規(guī)模量產(chǎn),。
鑒于扁線電機的技術(shù)優(yōu)勢,當(dāng)其越過技術(shù)降本和規(guī)模降本的臨界點時,,該技術(shù)還是具備市場競爭力的,。牛銘奎認為,“相比起傳統(tǒng)的圓線電機,,扁線電機能降低8%-12%的有效材料成本,。如果再考慮給整車性能、電耗等方面帶來的優(yōu)勢,,扁線電機能將成本降低大約15%,。”
全文總結(jié):
現(xiàn)如今,,扁線電機對傳統(tǒng)電機的替代作用仍不明顯,,短期內(nèi)投產(chǎn)應(yīng)用的風(fēng)險是車企所不愿承擔(dān)的。任何一項技術(shù)從實驗室走向市場的道路都非�,?部�,,技術(shù)不成熟導(dǎo)致市場應(yīng)用難,市場培育不到位又反過來制約技術(shù)的快速突破,。站在長遠角度來考慮,,技術(shù)更迭是大勢所趨,;于消費者而言,,如果為更優(yōu)質(zhì)的用戶體驗而付出更少的成本又何樂而不為呢,?(文/汽車之家 鮑彬斌)
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