扁线电机有哪些优势？与圆形电机相比，它更适合新能源汽车领域！

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扁线电机是一种新型的驱动电机，它的导线是扁的而不是圆的，但它并不是一个新鲜事物，几十年前就已经出现在工业领域。

但是，在新能源汽车上使用扁线电机却是近几年的事情。那么，扁线电机到底是怎么工作的呢？它又如何实现那些优势呢？接下来，本文将从多个方面来详细介绍扁线电机。

扁线电机是什么

扁线电机，是一种采用扁平的矩形导线作为定子绕组的电机，与传统的圆形导线电机相比，具有槽满率高、功率密度高、效率高等优点。

那么，扁线电机是怎么从一个烫手山芋变成了人见人爱的香饽饽呢？要回答这个问题，需要先了解一下扁线电机的发展历史和市场前景。

扁线电机并不是一个新鲜的概念，它的发展由来已久，几十年了。最初，它主要应用于工业领域的大功率电机和发电机组，因为这些场合对电机的功率和效率要求很高。

后来，新能源汽车产业逐渐兴起，扁线电机也开始应用到车辆领域。车辆上很多应用功能采用扁线电机，比如汽车发电机、起动机、EPS（电动助力转向）电机、主驱动电机、P2（平行混合动力）系统电机等等。

把线做“扁”带来的优点

那么，在新能源汽车中，扁线电机有什么优势呢？接下来将从以下几个方面进行分析：

首先，槽满率是指电机定子插槽中铜导体的填充比例。扁线电机使用铜条代替铜线，使得插槽中的铜导体更多，从而提高了槽满率。这有什么好处呢？

想象一下，如果你要用一根绳子把一个箱子捆起来，是用一根粗绳子还是用几根细绳子呢？显然，用一根粗绳子会更省力，因为它能够更紧密地包裹住箱子。

同理，扁线电机的铜条就像粗绳子一样，能够更紧密地包裹住定子齿。这样就能够减少磁场泄漏和磁阻，提高电机的磁通量和转矩。

其次，功率密度和效率是指电机在单位体积或重量下输出的功率或效果。扁线电机由于槽满率高，能够在相同或更小的体积和重量下输出更大的功率。这对于新能源汽车来说非常重要，因为它意味着可以节省空间和成本，提升性能和里程。

最后，噪音和舒适性是指电机在运行过程中产生的声音或振动对人们感觉的影响。扁线电机由于槽满率高，在低转速高扭矩或高转速低扭矩的工况下工作效率更高。

这意味着它可以在较低的转速下输出较大的扭矩或在较高的转速下输出较小的扭矩。这样就能够减少转速变化带来的噪音或振动。

综上所述，扁线电机相比圆线电机，具有槽满率高、功率密度和效率高、噪音和舒适性好等优点。

这些优点使得扁线电机在新能源汽车领域有着广阔的应用前景和市场潜力。那么，扁线电机是怎么实现这些优点的呢？它的工作原理又是什么呢？

扁线电机如何“扁”出优势

扁线电机和圆线电机的工作原理本质上没有区别，都是通过电流在磁场中受力作用产生转动。不同之处在于，扁线电机采用扁平的矩形导线而不是传统的圆形导线。这样做有什么好处呢？我们可以用一个简单的比喻来理解。

假设要填满一个盒子，尽可能不留空隙，你会选圆柱体还是扁平的长方体？如果选圆柱体，那么你会发现盒子里还有很多空隙，圆柱体之间不能紧密地排列。如果是扁平的长方体，它们之间几乎没有空隙。

同样地，如果用扁平的矩形导线替代圆形导线，就可以提高槽满率，即线圈放入槽内后占用槽内空间的比例，因为扁线之间没有空隙，而圆线之间有空隙。

高槽满率意味着什么？意味着在相同体积内，扁线电机可以多填充20-30%的导线。这就相当于增加了电流通过导线时产生的磁场数量和强度。

磁场越强，则电机产生的转动力矩（即转动能力）就越大。因此，在相同体积下，扁线电机比圆线电机具有更高的功率密度（即单位体积内输出功率）和效率（即输出功率与输入功率之比）。

此外，扁线还有一个优点，它可以降低绕组中皮尔斯损耗（即由于交流电流在绕组中引起涡流损耗）。因为扁平导线相对于圆形导线来说，在垂直于绕组轴向上具有更小截面积和更大周长。

这样一来，在交变磁场中产生涡流时所需穿过截面积较小、周长较大、阻值较大、涡流较小；反之则截面积较大、周长较小、阻值较小、涡流较大。因此，在相同条件下，扁平导线比圆形导线具有更低皮尔斯损耗。

综上所述，扁线导线使得扁线电机在相同体积下，具有更高的槽满率、功率密度、效率和过载能力，从而提升了电机的性能和可靠性。这就是扁线电机的工作原理和优势所在。

扁线电机的用武之地

扁线电机的优势不仅在理论上有所体现，更在实践中得到了验证。在新能源汽车领域，扁线电机已经成为了多个知名品牌的首选驱动电机，展现出了卓越的性能和效果。下面，就来看看一些扁线电机在不同类型的新能源汽车中的具体应用和表现。

首先，是舍弗勒P2电机。这是一款集成式混合动力系统，将扁线电机、离合器和变速箱整合在一起，形成一个紧凑的模块。这样可以节省空间和重量，提高安装效率和可靠性。

舍弗勒P2电机采用了高效率的扁线技术，可以实现最高120kW的功率输出和300Nm的峰值扭矩，在低转速时也能保持高效率。舍弗勒P2电机已经被奥迪、宝马、大众等多个豪华品牌采用，并获得了良好的市场反馈。

其次，是通用Volt发电机。这是一款插电式混合动力汽车，采用了两台扁线电机作为主要驱动力源，并配备了一个小型汽油发动机作为备用发电装置。

通用Volt发电机利用了扁线技术的低噪音优势，在纯电模式下可以提供安静舒适的驾乘体验，并且可以实现最高149kW的功率输出和370Nm的峰值扭矩，在加速时也能保持平稳流畅。通用Volt发电机已经在美国、欧洲、中国等多个市场销售，并获得了消费者和专业评测者的认可。

最后，来看看丰田普锐斯驱动电机。这是一款全球知名的混合动力汽车，采用了一台扁线电机作为辅助驱动力源，并配备了一个阿特金森循环发动机作为主要驱动力源。

丰田普锐斯驱动电机利用了扁线技术的高功率密度优势，在相同体积下可以提供更大的功率输出和更强的过载能力，并且可以实现最高53kW的功率输出和163Nm的峰值扭矩，在低速时也能提供足够的动力支持。

丰田普锐斯驱动电机已经在全球范围内销售了超过1000万辆，并获得了无数用户和环保组织的赞誉。

从这些案例中，可以看出，扁线电机已经成为了新能源汽车驱动技术的重要发展方向，它不仅可以提高汽车的性能和效率，还可以降低汽车的成本和环境影响。这就是为什么扁线电机一夜之间从烫手山芋变成了人见人爱的香饽饽！

扁线电机面临的困难

扁线电机虽然有着诸多优势，但是也不是没有缺点和困难。在实际的生产和应用中，扁线电机还面临着一些技术难题和挑战，需要不断地研究和改进。

首先，扁线电机的制造工艺比较复杂。由于扁线电机的导体截面是矩形的，而不是圆形的，所以在绕组过程中需要更多的精度和技巧，以保证导体之间的间距和排列均匀，并避免导体之间的磨损和损伤。此外，扁线电机的绕组也需要更多的材料和时间，从而增加了生产成本和周期。

其次，扁线电机的散热问题比较突出。由于扁线电机的槽满率更高，导致了绕组内部空气流通不畅，难以有效地散发热量。

同时，由于扁线电机的功率密度更高，在高负荷工况下会产生更多的热量，并可能导致绕组温度过高、绝缘老化、性能下降等问题。因此，扁线电机需要采用更好的散热设计和材料，以保证其稳定可靠地运行。

最后，扁线电机还存在一些其他方面的挑战。比如，在使用过程中可能会受到外界干扰或者自身故障而影响其控制精度和效果；在与其他部件配合时可能会出现匹配性或者兼容性问题；在市场推广时可能会遇到用户认知或者接受程度不高等问题。

结语

通过上文的介绍，我们可以了解到扁线电机是一种新型的驱动电机，它与传统的圆线电机相比，有着更高的槽满率、功率密度、效率和过载能力，以及更低的体积、重量、噪音和成本。这些优势使得扁线电机在新能源汽车领域有着广阔的应用前景和市场空间。

因此，为什么扁线电机一夜之间从烫手山芋变成了人见人爱的香饽饽？原因就是扁线电机符合了新能源汽车产业的发展需求和方向，它可以为新能源汽车提供更高效、更节能、更舒适、更环保的驱动方案。

为什么扁线电机一夜之间从烫手山芋变成了人见人爱的香饽饽？

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让你的车动力更强劲的扁线电机时代到来了！最近1年新能源车企刮起了一股换装扁线电机的风潮，比亚迪e平台3.0的扁线电机，全部由比亚迪自行研发和制造，掌握了整个扁线电机生产的产业链！为什么扁线电机一夜之间从烫手山芋变成了人见人爱的香饽饽？

大家都知道啊，目前市场上的新能源车，主要用的是永磁同步电机和异步电机这两种，在一些双电机的新能源车中，异步电机的作用主要是用于搭配永磁同步电机，以实现在低速和高速工况的表现平衡。比如说比亚迪e3.0平台，前驱用异步电机，后驱用永磁同步电机。当汽车处于中低速工况时，低速高效率的永磁同步电机工作，维持电机的高效运转，续航也就相对更好一些，当汽车处于高速工况时，永磁同步电机和异步电机同时工作，这时候电动车的加速性能也就更好一些。

目前国内永磁同步电机的装机量占比之所以高达94%，一来是因为永磁同步电机低速性能好、转化效率高，非常适合城市交通频繁启停的复杂工况，二来是因为永磁同步电机中的钕铁硼永磁材料需要使用稀土资源，而我国拥有全球70%的稀土资源，钕铁硼磁性材料的总产量达到全球的80%，所以中国更热衷于使用永磁同步电机。

电动车想要真正实现大规模的普及，就必须想尽办法降低成本，动力电池的成本占整车成本的40%，目前动力电池原材料持续涨价，搞的新能源车的价格也跟着水涨船高，所以这时候我们就要想办法从其他部件身上降低成本。

懂车的朋友都知道，电机的效率与转速和扭矩相关，市区工况中出现的频繁启停工况属于低转速高扭矩工况，永磁同步电机长久以来用的一直都是发展了上百年的传统圆线技术，而圆线电机在市区这种频繁启停的工况中是低效率运转的，低效运转也就意味着续航能力的减弱，续航减弱又会进一步导致电池成本的增加。

此外圆线电机的槽满率偏低，也就是线圈放入槽内后占用槽内空间的比例偏低，仅有40%左右。槽满率偏低也就意味着电机的功率密度偏低、重量偏大、电动车的动力也就偏弱。

所以为了解决圆线技术存在的低效率、低槽满率缺陷，扁线技术应运而生了。扁线的意思也就是说导线由原来的圆形变成了这种横截面为扁平矩形。

圆线之间存在着空隙，而扁线则更加紧密。槽满率由圆线的40%提升到70%，电机转化效率提升了1.12%，千万不要小看这1%，这意味着在低转速高扭矩的拥堵工况中，扁线电机的工作效率比圆线高出10%，这时候电机省下来的电就可以让利给电池了，让电池的容量进一步减小，电动车成本也就降下来了。

其次槽满率的提升也就代表着线圈中导线越多，产生的磁场会更强，那么电机的功率就会更大，使得整车动力更加强劲。大家都知道，传统圆线电机的功率密度也就3.5千瓦每千克的水平，而国家现在要求新能源乘用车电机功率密度必须满足4千瓦每千克的水平，比亚迪dmi车型上的扁线电机，功率密度达到了惊人的5.8千瓦每千克。

更重要的是扁线技术让电机变得更轻量化和小型化了，小体积首先带来的是电驱动系统的高度集成化。比如说比亚迪量产的全球首款八合一电动力总成，做八合一目的就是为了给电动车减重，减重意味着降低电耗，而减少体积，能够带来乘坐空间或者电池容量的提高，这套八合一电动力总成综合效率超过89%，看清楚了，是驱动电机、减速器、直流变换器、整车控制器、电机控制器、车载充电器、配电箱、电池管理器这八个模块的综合效率，集成模块越多想要达到高能效也就更难。

所以基于扁线电机对传统圆线电机的以上种种碾压优势，国内相关厂商怎能无动于衷？扁线技术方面我们有精达股份这样的世界级供应商，2019 年就开始小批量量产扁线，供货给日本电装，并且成功打入日系、美系、德系等头部车企的供应链，特斯拉电机用的就是他家的扁线。

我们都知道扁线电机不是什么新技术，通用雪佛兰VOLT早在2007年就采用了扁线电机，这些年之所以没有大规模普及，主要是因为其在原材料、工艺、设备上的难点较多，对产品的一致性要求较高。比亚迪早在13年就开始扁线电机的研制，自己开发了扁铜线的生产工艺，解决了扁铜线在成形回弹、绝缘形变、强耐电晕、端部扭头、定子插入的精度和抗耐力等一系列问题，到最后比亚迪实际上掌握了整个扁线电机生产的产业链，目前比亚迪的扁线电机效率达到了全球最高的97.5%。

比亚迪海豹双电机版本，前置160kW的交流异步电机，后置230kW的扁线电机。为什么用扁线？扁线电机效率高、损耗低、散热性能优、功率密度大、噪音低、更轻便,且有效材料成本比圆线低8～12%,叠加整车性能提升与电耗优势,可降低整车成本的15%。日常工况，异步电机断开，仅扁线电机工作，加速工况，双电机共同发力。两种电机互补，兼顾电机高效率与空载低损耗，实现四驱动力+两驱能耗。

特斯拉的电机虽然功率高、极速高，但是成本偏高，高功率带来的高极速在中国完全不适用，中国99%的车主这一生都没开过180公里，而比亚迪电机强调的就是实用性，低成本高效率。车企里除了比亚迪，长城汽车和上汽集团也可以实现自供。

工艺方面，国内企业都采用了主流的hair-pin工艺，绕组技术突破8层，目前具备量产8层扁线电机能力的第三方有3家：方正电机、天津松正、华域电动。装配生产线方面，扁线电机装配可分为定子、转子、合装三大工艺环节，其中转子线和合装线相对简单，而定子装配线由于有很多道复杂工序，所以是技术难度最大的环节，目前国内的豪森股份和克来机电具备扁线电机定子装配线的承接能力，今天就先说这么多吧，改天接着聊。

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