保時捷Taycan上的扁線電機或成技術主流

一周前，保時捷Taycan正式上市，一炮而紅。作為保時捷品牌的首款純電動跑車，Taycan在各方面也有創新技術。其“發針發夾電機”不僅展現了卓越的駕駛性能，更是一項將引領下一代新能源汽車驅動系統的技術。在法蘭克福車展上，長城汽車的蜂巢E創和零部件供應商舍弗勒都展示了其扁線電機的技術實力。這項技術的實力如何？為什么被業內普遍認為是開啟電驅動新時代的“鑰匙”？60秒快速閱讀:1。與傳統電機中使用的圓形電線相比，扁平線電機使用扁平線。它的優點是電機更緊湊，材料效率更高，功率更大。2.扁線電機最早由國外車企發起并應用，如豐田普銳斯、雪佛蘭沃藍達等。國內應用案例較少，整車企業尚未大規模采用。3.在技術層面，國內扁線電機面臨設計、制造、原材料等方面的挑戰。行業尚未成熟，導致初期應用成本較高。當市場成熟時，扁平線電機將能夠降低車輛成本并提高其性能。●什么是扁線電機？與扁線電機相對應的是“圓線電機”。扁線和圓線的區別在于電機定子繞組中使用的導體形狀。傳統電機使用圓形導體，而扁平線電機使用扁平矩形導體。扁線電機之所以會成為未來趨勢，是由新能源汽車電驅動系統的發展決定的。小型化、集成化和高功率密度是新能源汽車電驅動系統的發展方向。畢竟大尺寸、重重量、弱動力驅動系統在新能源汽車市場不受歡迎。顯然，使用扁線可以顯著增加槽填充比(線圈放入槽后所占空間的比例)，因為圓形線之間有間隙，而扁線更緊湊。一般來說，槽滿比越高，線圈中的導線越多，產生的磁場越強，電機的功率就越大。據資料顯示，在同樣的空間內，扁線電機可以多裝20-30%的導線，這在一定程度上可以解釋為電機功率增加20-30%。另一方面，在功率密度相同的情況下，扁線電機的尺寸也會更加緊湊。與傳統電機相比，扁平線結構還有其他優點。它大大提高了導線之間的接觸面積，導致更強的散熱能力。而且因為纏繞體積更小，耗材也更少。電動機是在將電能轉化為機械能的過程中起著關鍵作用的關鍵部件。體現在整車上，扁線電機可以提供優越的加速性能，并降低噪音，顯著提高整車性能。總之，扁線電機符合新能源汽車的發展趨勢。誰能率先研發并量產扁線電機，誰就能更好地搶占市場，搶占新能源汽車爆發的紅利。●國外率先示范應用，國內尚處于起步階段。多年前，只有少數國外汽車廠商生產的新能源汽車產品采用扁線電機技術。比如2007年雪佛蘭沃藍達搭載了雷米提供的扁線電機(已被Bog Warner收購)；日產、豐田等汽車公司也應用了這項技術(豐田第四代普銳斯的扁線電機來自日本電氣設備)。如今，國內汽車公司和零部件供應商也開始涉足這項技術。在今年的法蘭克福車展上，長城汽車旗下的零部件公司蜂巢易成展示了其自主研發生產的“扁線技術”電驅動集成系統。此外，包括SAIC、比亞迪和BAIC在內的主要發動機制造商，以及方正汽車和漢納汽車等汽車公司也進行了相應的研究。方正電機總經理牛明魁表示，“總體來說，國內扁線電機處于起步階段。幾家整車和零部件公司目前正在進行產品開發。目前，中國有3-5家電機制造商從事扁線電機技術的開發，約4家整車制造商也在進行研發。”另據報道，根據國內主機制造商和電機公司的研發進展，國內扁線電機最快將于2020年實現產業化，預計2025年市場滲透率將達到67%。事實上，目前國內市場對扁線電機的應用比較“冷淡”。牛明魁說，“國內扁平線電機大規模應用案例還很少，目前市場上只有一款搭載該技術的車型。”他進一步解釋說，現在有很多基于扁線電機開發產品的公司和項目，更多的公司已經開始進行深入的調研和研究，未來會開發更多基于扁線電機的項目。一位不愿透露姓名的人士(是國內某大型自主品牌汽車企業研究院的技術總監)對汽車之家表示，“目前國內應用不多。就像燃料電池電池一樣，雖然大家都知道技術好，但是各個主機廠都不會提前生產大模塊。”總的來說，扁線電機技術是由國外汽車企業首創并應用的，在新能源驅動電機市場取得了良好的示范效應，而國內市場還在追趕中。●設計/制造過程具有挑戰性，但可以降低整車成本。雖然從長遠來看，扁線電機是未來驅動電機的發展方向。雖然具有許多優點，但也有缺點，例如設計困難、加工制造困難和更易磨損。換句話說，原材料、生產工藝、專業化制造設備等痛點成為扁線電機產業化的壁壘，這也是其至今未能實現大規模應用的原因。“扁線電機是一種在產品設計和制造工藝上完全不同于傳統電機的技術，”牛明魁說。特別是，生產過程，如線圈成型，扭轉，焊接和浸漬，需要新的發展。目前仍被歐美企業壟斷，這將成為我國掌握核心技術的主要瓶頸。“誰能掌握設計制造的全面核心技術，誰就能真正在扁線電機領域實現技術突破”，牛明魁說。市場情況也確實如此。目前具備量產扁線電機能力的廠商多為國際玩家，如日本電氣設備株式會社、日立電機株式會社、德國舍弗勒株式會社等，在中國，上汽集團旗下零部件公司華宇汽車在2017年實現了扁線電機的部分出貨。上述“3-5家電機廠”和“4家左右主機廠”在扁線電機技術開發、生產和制造方面的能力相差很大。牛明魁說，“大部分廠商主要依靠進口設備解決工藝問題。只有少部分優秀廠商實現了從產品研發到生產制造工藝的全面產能積累和技術突破。”此外，從圓形導體到扁平矩形截面導體的升級帶來了另一個問題，即產業鏈上游的導體制造技術也需要同步創新。技術……l挑戰是一方面，由此帶來的產品性價比是另一方面。上述不具名人士還提到，“扁線電機的設計和制造難度相對較大。”這也反映出在市場成熟之前，缺乏合作伙伴共同承擔研發等方面的成本，導致汽車企業應用這項技術的成本較高。“利潤為王”可以解釋為什么車企沒有提前進行大規模量產。鑒于扁線電機的技術優勢，當其在技術和規模上跨過成本降低的臨界點時，該技術仍然具有市場競爭力。牛明魁認為，“相比傳統的圓形線電機，扁線電機可以降低8%到12%的有效材料成本。如果考慮扁線電機在車輛性能、功耗等方面帶來的優勢，成本可以降低15%左右。”全文總結:現如今，扁線電機對傳統電機的替代作用仍不明顯，短期內生產應用的風險不由整車企業承擔。任何技術從實驗室到市場的道路都是非常坎坷的。技術不成熟導致市場應用困難，市場培育不足反過來制約技術快速突破。從長遠來看，技術變革是大勢所趨；對于消費者來說，為什么不花更少的錢獲得更好的用戶體驗呢？

標簽：豐田保時捷Taycan長城雪佛蘭

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