自2020年起,新能源扁线电机在国内市场的应用呈爆发式增长,各大新能源汽车制造商纷纷采用扁线电机。到2023年末,中端车型的驱动电机已基本实现扁线化。市场上扁线电机主要形成I-pin、H-pin、X-pin和W-pin等几种类型,其中中国市场以I-pin和H-pin为主,其中H-pin的占比更高。
01#I-pin与H-pin的比较
I-pin电机主要由德国制造商生产,是早期量产的扁线电机。其优点在于不需要特定的线成型设备,工艺难度相对较小。然而,I-pin电机的焊点较多,这引发了一系列问题。
首先,焊接设备投入是H-pin电机的两倍。如果选用激光焊接设备,其成本可能高于H-pin。
其次,随着电动汽车平台电压的升高,焊点处的绝缘处理成本也相应增加。此外,I-pin电机的端部高度较高,铜材用量大于H-pin,如果采用激光焊接工艺,还需考虑焊接前切平工艺导致的铜材损耗。
I-PIN H-PIN
基于以上因素,目前大部分电驱动企业选择了H-pin路线。早些时候,自动插线技术尚不成熟,H-pin的槽满率略低于I-pin。然而,近年来随着原材料供应商和工艺技术的进步,H-pin的槽满率已经赶上了I-pin。因此,在I-pin和H-pin之间,我更倾向于选择H-pin。
02#X-pin与W-pin的未来展望
去年,X-pin电机概念备受关注。回顾近几年扁线电机市场的发展,各大制造商都在努力降低扁线电机的焊接直线段高度。起初,焊接直线段较长,目的是确保焊接不影响漆皮。然而,随着原材料和工艺的改进,该直线段变得越来越短。X-pin则是这一趋势的极致体现,完全消除了直线段。
尽管X-pin优化了H-pin和I-pin,但其工艺变革并不大,对成本的影响有限。因此,我认为X-pin只是过渡产品。相比之下,我更看好W-pin,即波绕技术。该技术与上述工艺截然不同,具有焊点少、应对高电压平台成本低、铜材损耗少等优点。然而,W-pin工艺目前还存在诸多技术难点,主要用于直径较大的电机,主要应用于混合动力汽车领域。如果能够优化波绕工艺并克服技术难题,W-pin有望超越X-pin。
03#突破与发展的思考
综上所述,以下是我总结几种扁线的特点,对于未来扁线,我也更加倾向于W-pin。
我认为若要在竞争激烈的中国市场中崭露头角,需在以下几个方面做到极致:
- 高良品率:鉴于扁线电机利润率的下滑趋势,良品率低下将进一步压缩企业利润空间。目前扁线电机的瓶颈在于焊接和插线工艺。因此,企业必须对这些关键工艺进行优化以提高良品率;
- 最小化损耗:在降低损耗方面,我们可以从技术和管理两个方面着手。首先,通过技术改进,我们可以优化激光焊接工艺,减少对铜线的切平步骤,从而降低这一部分的损耗。其次,在管理方面,我们可以加强生产过程的监控和管理,确保生产流程的顺畅,避免因为管理不当导致的损耗增加。通过这些措施,我们可以有效降低生产过程中的损耗,从而优化成本。
- 绕组设计与工艺相结合:采用线性少、成型简单、发卡成型良品率高的绕组设计。同时确保绕组与绕组之间的插线方便性以降低工艺难度。这样扁线电机的可制造性提高,成本自然下降。
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