扁線電機常見的繞組型式對比與分析

發布時間：2022-05-07 09:37:00 點擊：

起重電機專業生產廠家無錫宏達2022年5月7日訊 扁線電機具備槽滿率高，散熱效率高以及NVH性能良好的特性，在新能源汽車發展迅猛的階段，扁線電機技術符合驅動電機高性能、高效率、高功率密度的發展趨勢。

扁線電機在新能源汽車上的應用起始于美國國家能源部主導的“先進集成驅動系統（DOE）”項目，該項目電機采用三項關鍵技術，一項是五相繞組、一項是雙V磁極結構，另外一項就是扁線電機。同時美國能源局DOE在 2017年發布了電動汽車2025發展路線規劃圖，對三電系統的發展目標給出了明確的技術參數要求。成本方面在2025年，電控的要求在2025年達到 2.7＄/kw，電機需要達到 3.3＄/kw。在功率體積方面，電機的峰值功率體積密度需要做到 50kW/L。

電動汽車電機需要高度緊湊性和輕便性，同時還受到嚴格的效率和能量密度要求約束。對于大部分電機制造商而言，目前需要的是能研發出滿足特定要求的扁線電機產品，生產步驟的嚴格化及定制化是制造過程中難以攻克的核心問題。

電動汽車驅動電機與工業電機的制造不同，必須嚴格把控定子及與其質量相關的材料、工藝參數和測試結果。與工業電機相比，電動汽車電機的生產周期通常要短得多，所以相對而言其制造工藝更加復雜。因此，電動汽車零部件需要更靈活的生產設備，可以盡可能輕松地切換到新的定子設計或設計中。

定子繞組是新能源車用驅動電機的動力心臟，通常指由多個線圈或者線圈組通過不同的繞制方式構成的對稱電路連接回路。在驅動工況下，當外部的電能通過高壓線束連接到定子繞組的輸入端子時，定子繞組可以將輸入的電能轉換成磁能并存儲在定轉子氣隙中，最終轉換為機械能提供驅動力。

Hair pin / 發夾式繞組

Hairpin是目前比較常見的扁線繞組形式，由于單根形狀比較像發夾，所以也叫發夾式繞組。該繞組型式的特點是只需要焊接一端。

Hairpin繞組工藝是先將扁線繞組預成型為“發卡”式結構，沿軸向整體裝配進定子鐵芯槽內。

由于軸向嵌裝繞組不受極靴形狀的影響，可以大大減少繞組嵌裝所需的裝配預留空間和導體間隙，其槽滿率可以達到70％左右（目前市場上已批產Hairpin產品的最高槽滿率為69%），Hairpin繞組憑借其優異的功率，扭矩與效率性能迅速占領主流技術市場。

i-pin繞組

I-Pin繞組成型思路是扁線導體不經過預成型，直接將直扁線導體沿軸向嵌裝在鐵芯槽內頭都下需要焊接。

I-Pin最大的特點是制造工藝簡單，一字型扁銅線直接插入定子槽內后扭頭焊接，特點是端部兩頭都需要焊接。

扁線連續波繞組

扁線連續波繞(Continuous hairpin / wave winding)的最大好處是成型后兩頭端部無需焊接，但由于該繞組型式制造工藝尚處于開發階段，尚未成為主流。