驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為新能源汽車的動(dòng)力來源，其性能優(yōu)劣直接決定了新能源汽車性能指標(biāo)的高低。隨著新能源汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性的不斷提升，驅(qū)動(dòng)電機(jī)呈現(xiàn)出高速化、高功率密度、高效率的發(fā)展趨勢，電機(jī)繞組由圓線逐漸向扁線發(fā)展。

“1槽8線”扁線電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

1、扁線電機(jī)概述

驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要由定子組件、轉(zhuǎn)子組件、端蓋和輔助標(biāo)準(zhǔn)件組成，而定子繞組中又由鐵芯、銅線繞組、引出線、絕緣材料等組成，定子組件是決定電機(jī)性能的關(guān)鍵。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)

相較于傳統(tǒng)的圓線繞組電機(jī)，扁線繞組電機(jī)將繞組從圓線換成了更粗的矩形導(dǎo)線，直接從定子端面插入到定子槽內(nèi)。由于不受定子槽口尺寸的影響，扁線繞組的槽滿率可以設(shè)計(jì)的更高，同時(shí)定子繞組端部尺寸較短，電機(jī)體積可以設(shè)計(jì)的更小，使得電機(jī)功率密度更高，從而達(dá)到了提高電機(jī)效率的目的。

Hair-pin扁線繞組

2、扁線電機(jī)種類

扁線電機(jī)按產(chǎn)品類型可分為集中繞組扁線電機(jī)、波繞組扁線電機(jī)與Hairpin（發(fā)卡）扁線電機(jī)，其中發(fā)卡（Hair-pin）扁線電機(jī)技術(shù)是被廣泛采用的主流技術(shù)。

（1）集中繞組扁線電機(jī)

采用扁銅線繞制成單齒繞組，在裝配工藝上需保證圓度、同軸度以及齒與齒間的均勻分布，裝配要求更高。本田Honda在其Acura混動(dòng)車型上便采用了該技術(shù)，以其獨(dú)特的分?jǐn)?shù)槽集中繞組、分瓣式定子結(jié)構(gòu)與相關(guān)優(yōu)化技術(shù)取得了不錯(cuò)效果。

集中繞組扁線電機(jī)

（2）波繞組扁線電機(jī)

采用繞組連續(xù)繞制整體成型再插入，或者邊繞制邊插入定子槽，形成波浪形端部，其相比Hairpin扁線電機(jī)沒有焊點(diǎn)，能進(jìn)一步縮短繞組端部高度，降低電機(jī)尺寸。但其NVH性能較差，需配合電磁多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其他措施改進(jìn)優(yōu)化；同時(shí)其生產(chǎn)成本較Hair-pin電機(jī)更高。

波繞組扁線電機(jī)

（3）Hair-pin（U-pin）扁線電機(jī)

因其繞組形似“發(fā)卡”又被稱為發(fā)卡繞組，是將漆包扁銅線一端預(yù)先成型成U型，再插入定子鐵心槽中，另一端扭轉(zhuǎn)加工成青蛙腿形狀，再焊接在一起形成波浪型繞組，Hair-pin繞組工藝是目前國內(nèi)外廣泛采用的工藝路線。

Hair-pin扁線電機(jī)

3、扁線電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)

扁線繞組電機(jī)相較于傳統(tǒng)圓線電機(jī)具有導(dǎo)線表面積大、散熱能力更強(qiáng)、電機(jī)的噪聲更小等優(yōu)勢。

扁線電機(jī)與圓線電機(jī)優(yōu)劣勢對(duì)比

（1）優(yōu)點(diǎn)

①槽滿率高、繞組端部短，所以電阻小、銅耗小，電機(jī)效率高；

②體積小、功率密度高；

③由于扁線繞組特殊的結(jié)構(gòu)特征具有更好的剛度，整機(jī)也具備更好的剛度，對(duì)噪聲具有抑制作用；

④導(dǎo)體之間接觸面積大，有利于散熱，對(duì)控制溫升有利。

圓線電機(jī)和Hair-pin扁線電機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)比

圓線電機(jī)和Hair-pin扁線電機(jī)效率Map對(duì)比

（2）缺點(diǎn)

①繞組制造過程非常復(fù)雜：以Hair-pin扁線電機(jī)為例，其繞組制造過程需要先將導(dǎo)線制作成發(fā)卡的形狀，然后通過自動(dòng)化插入到定子鐵芯槽內(nèi)，然后進(jìn)行端部扭頭和焊接。

②生產(chǎn)成本高：Hair-pin電機(jī)無法進(jìn)行手工制造，想批量化高效率生產(chǎn)，必須要建立自動(dòng)化產(chǎn)線，產(chǎn)線和設(shè)備投入較大。

扁線電機(jī)制造過程

4、扁線電機(jī)市場及技術(shù)應(yīng)用

2007年，雪佛蘭VOLT采用的電動(dòng)汽車新技術(shù)中就有發(fā)卡式扁線電機(jī)，其供應(yīng)商為雷米。

雪佛蘭VOLT

2015年，豐田發(fā)行了裝載扁線電機(jī)的第四代普銳斯，其扁線電機(jī)供應(yīng)商為Denso。這款電動(dòng)機(jī)采用了經(jīng)典的8極48槽配比方案，其最大轉(zhuǎn)矩達(dá)到163N?m，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)17000r/min。

豐田第四代普銳斯

2014年，上汽捷能和華域電動(dòng)聯(lián)合開展了Hair-pin驅(qū)動(dòng)電機(jī)項(xiàng)目。2020年5月，上汽榮威推出了全新純電R品牌—ER6，其搭載了上汽自主研發(fā)的第二代扁線繞組電機(jī)。

榮威ER6

2015年，弗迪動(dòng)力啟動(dòng)扁線電機(jī)技術(shù)自主研究，2017年扁線電機(jī)首樣成功，國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)6層扁線設(shè)計(jì)，2018年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，現(xiàn)如今已實(shí)現(xiàn)扁線電機(jī)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝的自主化。

弗迪動(dòng)力扁線電機(jī)

特斯拉擁有5種型號(hào)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，包括3臺(tái)圓線電機(jī)和2臺(tái)扁線電機(jī)。2021年，特斯拉換裝國產(chǎn)扁線電機(jī)3D6，帶動(dòng)滲透率大幅提升。

特斯拉扁線電機(jī)

2018年，方正電機(jī)引入牛名奎博士后，系統(tǒng)開發(fā)了扁線電機(jī)以及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，目前已經(jīng)小批量供應(yīng)。2020年，方正電機(jī)向蔚然動(dòng)力提供方正電機(jī)首款采用扁線電機(jī)繞組形式的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)扁線電機(jī)的首次亮相。

方正驅(qū)動(dòng)電機(jī)

2015年，蔚來汽車就成立了XPT蔚來驅(qū)動(dòng)科技，后者通過兩代電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，確定了前永磁同步電機(jī)、后異步感應(yīng)電機(jī)的路線方案。而XPT永磁同步電機(jī)是中國第一個(gè)采用扁平線技術(shù)的電機(jī)產(chǎn)品。

蔚來永磁同步電機(jī)

隨著新能源汽車市場需求旺盛，加之扁線技術(shù)愈發(fā)成熟，電機(jī)產(chǎn)品加速全面扁線化，據(jù)預(yù)測，2025年扁線電機(jī)市場滲透率有望突破90%，扁線定子作為最核心的部件，市場規(guī)模將超百億元。

新能源車企扁線電機(jī)配套應(yīng)用來源[行家說動(dòng)力總成]

5、扁線電機(jī)制造工藝

扁線電機(jī)制造主要步驟包括繞組線圈加工成型，槽絕緣紙的插入，將線圈壓入定子槽，將內(nèi)外側(cè)導(dǎo)線扭頭并整形，將線圈端部切平確保兩個(gè)焊點(diǎn)間的間隙滿足設(shè)計(jì)的要求，最后利用激光焊或冷焊等方法對(duì)端部進(jìn)行焊接并進(jìn)行焊點(diǎn)涂敷。

扁線電機(jī)制造過程中的關(guān)鍵工藝包括：扁線校直與去漆皮、線圈沖壓成型、線圈成型、線圈插入鐵芯、焊點(diǎn)涂質(zhì)、端部扭頭焊接、激光焊接、8層扭頭設(shè)備與工裝等。

新能源汽車的發(fā)展受到電機(jī)技術(shù)的極大關(guān)注，而扁線電機(jī)作為一種新型電機(jī)結(jié)構(gòu)，在新能源汽車中得到了廣泛的應(yīng)用。扁線電機(jī)相比傳統(tǒng)的圓線繞組電機(jī)具有更高的功率密度和效率，這使得它成為新能源汽車中一種理想的驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇。