近日,儒拉瑪特華銳自動化技術(常州)有限公司提供給客戶的扁線定子量產線順利完成預驗收。
據介紹,該產線全線26個站,自動化率95%以上,采用儒拉瑪特華銳最新研發的新一代銅線線成型技術,實現快速穩定U pin成型。成功攻克定子無busbar焊接狀態的的電加熱滴漆時三項線穩定連接難點,大幅提升鐵芯槽內滴漆填充率。目前,市場上扁線電機定子主要有四種技術路線:Hair-pin(U pin)、I-pin、X-pin、連續波繞組。其中,Hair-pin也稱發卡電機,由于其只需要焊接一端,銅耗小,效率高,同時電機重量、體積也更小,因此成為目前主流的技術路線。
隨著新能源汽車市場需求旺盛,加之扁線技術愈發成熟,電機產品加速全面扁線化,據預測,2025年扁線電機市場滲透率有望突破90%,扁線定子作為最核心的部件,市場規模將超百億元。面對扁線化的趨勢,各大主機廠和Tier1供應商都已經開始積極布局,例如具有龍頭效應的主機廠特斯拉在2021年起已經在全系車輛中(Model S/X/3/Y)搭載扁線電機。據“行家說Research”統計,至少有14家車企已經配套扁線電機產品。
但是扁線電機制造工藝復雜、設備精度要求高,必須依賴專業的高端設備才能實現大規模量產,因此目前的車企采用的扁線電機主要還是依賴第三方廠家供應。目前,由于研發能力及技術水平的不同,各個廠家在扁線電機的布局進度也不盡相同,本文就頭部電機企業在扁線電機領域的布局及最新進度進行盤底。
弗迪動力
弗迪動力自2015年啟動扁線電機技術自主研究,2017年扁線電機首樣成功,國內率先實現6層扁線設計,次年實現產業化,現如今已實現扁線電機研發設計、生產設備、生產工藝的自主化。具備多項自主專利技術,6層僅5種發卡,所需設備少,繞組端部短,串并聯靈活。采用Hair-pin設計,具備槽滿率高,功率密度高,散熱效率高,以及NVH性能良好的特性,使電機最高效率達97.5%,NEDC效率94% ,90%以上高效區占比80.6%。
此外,在出貨量上,弗迪動力也遙遙領先。2022年,扁線電機的滲透率一路飆升至47.6%,幾乎占據電機市場的半壁江山,而扁線電機出貨量廠商中,弗迪動力領先,特斯拉、聯合電子排名二、三名,占據前三席位。
特斯拉中國
特斯拉擁有5種型號的驅動電機,包括3臺圓線電機和2臺扁線電機。2021年,特斯拉換裝國產扁線電機3D6,帶動滲透率大幅提升。
更換后的國產電機性能大大提升,Model3后電機最大功率提升9%,從202kW(3D1)提升至220kW(3D6),最大扭矩提升9%,從404Nm提升至440Nm。
方正電機
隨著新能源汽車市場的發展,方正電機自身也在加快新能源電機領域的提升步伐。2018 年,方正電機引入牛名奎博士后,系統開發了扁線電機以及自動化生產設備,目前已經小批量供應。
2020年,方正電機發布公告稱,將向蔚然動力提供方正電機首款采用扁線電機繞組形式的產品,實現扁線電機的首次亮相。2021年,方正電機的定轉子線可以滿足15萬每年的產能,項目落地并開始施工。
華域汽車
2014年開始自主研發了扁線電機,2017 年在國內首次對扁線電機進行了批量生產,裝配在上汽數款純電動和混合動力新能源汽車上,目前華域繞組技術已經從 2層、4 層走到了 8層。最新發布的上汽 ER6 里搭了華域電動 8 層扁線電機。
聯合電子
聯合電子作為扁線電機的核心供應商,其扁線繞組技術源于I-Pin繞組平臺。但隨著市場需求的變化,聯合電子也在繞組技術方面不斷精進。2021年,聯合電子首次提出X-Pin繞組概念,并于2023年6月率先實現批產應用,首批500件X-Pin樣件在聯合電子太倉工廠下線。
聯合電子開發的X-Pin繞組作為當前先進繞組技術的典型代表,其產品體積小、功率密度高、系統效率優異,并具備更高的峰值及持續性能,在市場當中更具競爭力。
蔚來驅動科技
早在2015年,蔚來汽車就成立了XPT蔚來驅動科技,后者通過兩代電驅動系統,確定了前永磁同步電機、后異步感應電機的路線方案。而XPT永磁同步電機是中國第一個采用扁平線技術的電機產品。
但是,目前蔚然動力的扁線電機定轉子部件仍需要外供。今年3月,方正電機德清基地就舉行了蔚然動力驅動電機組件OTS首件下線活動。
大洋電機
在扁線電機領域,大洋電機2021就已實現量產。2021年7月,大洋電機在投資者互動平臺上表示,扁線電機技術已在48V BSG總成產品上實現應用和量產。該總成產品將配套上汽通用混合動力汽車,并于2019年完成開發驗證并實現量產,成功搭載于上汽通用別克英朗車型,其他應用車型還包括:別克GL6,雪佛蘭沃蘭多等。二代48V BSG開發項目已完成樣機搭載整車驗證。同時,大洋電機也在逐步將扁線電機技術應用于新能源汽車驅動電機。
此外,今年6月,大洋電機表示,已專門設立公司前瞻研究院進行重點前沿性項目的研發工作,高質量完成了基于油冷扁線電機技術的深度耦合電驅動總成技術等技術的開發
雙林股份
雙林股份在電驅裝機量上一直排名靠前,但是扁線電機方面進展稍稍落后。2022年8月,雙林股份在接受調研時表示,雙林股份的新能源電驅動產品,已由圓線電機升級為更高功率的扁線三合一電機,新一代扁線電機也已于2022年研發成功。
由于扁線電機上半年尚在投資新產線及進行廠房建設,上半年度尚未實現銷售,預計將于2023年9月開始逐步實現量產,全部投產后可達24萬臺產能,未來兩到三年,總體產能會持續增長。
匯川聯合動力
扁線電機優勢顯著,但是研發難點也多。而匯川為解決研發難點,已于2022年初成立跨職能專項小組,從方案設計、工藝過程和設備開發多維度公關。按期完成相關技術突破與超低焊工藝樣機的開發,超低焊工藝扁線電機焊接端高度降低12mm,大幅提升電機功率密度和運行效率,這也標志著蘇州匯川聯合動力成為國內少數具備超低焊工藝技術的提供商。
超低焊工藝技術的突破,有效提升電機功率密度8%以上,也大大提升了匯川扁線電機的裝機量。目前,蘇州匯川聯合動力扁線電機已在多個客戶車型上批量,2022年發貨20萬臺以上。
蜂巢電驅
作為長城汽車旗下優秀的汽車零部件供應商,蜂巢能源的扁線電機產品早在2020年就已研發問世。
據悉,蜂巢電驅動采用“扁 -Hairpin 技術”研發生產電驅動集成系統,提高定子槽滿率至 66%,從而降低電機銅損,可使電機最高效率可達 96.6%,效率超過 84% 的高效區占比 92.5%。該款電機產品后配套歐拉品牌。
總結
國內扁線電機最早于2017年裝配上汽新能源車,近年來隨著技術與制造工藝難題被逐步攻關、相關產業發展成熟,2021年比亞迪、特斯拉等主流車企紛紛換裝扁線電機,2022年新能源車扁線電機出貨量已經達276.2萬套,市場占比也飆升至47.6%,同比增長約28%。隨著技術的不斷進步,以及主機廠紛紛下場著手布局研發,預計未來3-5年扁線電機滲透率還將進一步提升,有望在2025年左右滲透率超過90%。(來源:行家說動力總成)
展會預告:AUTO TECH 2023 廣州國際新能源汽車產業智能制造技術展覽會以華南新能源汽車產業為基礎,輻射亞洲,將于2023年11月1日-3日在廣州保利世貿博覽館舉辦;展會主要展示新能源汽車車身、電池、電驅系統、線束等零部件制造的新技術和新裝備重要領域。歡迎各位汽車工程師們蒞臨展會參觀指導!參觀或組團報名請聯系楊女士:131 7886 7606(微信:wxy_lisa)