近日,方正电机在2016年年度报告提到,该司已经在着手开展了新能源汽车用轻量化高功率密度(扁线电机)项目的研发,并入选丽水市科技局 2016年度重点科研项目。无独有偶,2016年11月信质电机与德国Elmotec StatoMAT Vertriebs签订了《意向性合同》,共同研发生产线,生产出合格的扁线发电机定子总成和扁线驱动电机定子总成。此次合同费用共计1400万欧元。
尽管越来越多的电机企业正在研发扁线电机,然而微电机世界网记者在走访中发现,很多工程师不了解扁线电机。虽然扁线电机知名度不高,但其高功率密度是很多电机望尘莫及的。
扁线电机,即采用扁平铜包线绕组的电机。
与普通绕组相比,扁线绕组在相同的体积下,具有重量轻、效率高,高压下噪音小的特点;从技术角度来说,在同等尺寸下,可通过更大电流,适应更高频率,获取更高Q值(品质因数);从品质角度说,因结构更简单,所以性能更稳定,产品的一致性更好;另外,由于扁线绕组内外部的温差较小,所以散热性能和磁场效率较之一般绕组可以获得更好的效能。
不过由于种种原因,扁线绕组在小功率电机领域并不常见。
从整机设计的角度讲,一个元件的改变通常将使得设计方案也随之改变,这可能涉及到相关器件的再选择、设计方案的再验证、测试等,这些都需要一定的时间和直接的资金投入。
从成本上讲,扁平线圈的成本还是偏高,由于国内的整机企业往往更关注成本,能够采用普通的替代品,就不会采用价格昂贵的新产品,即便新产品的性能稍好一些。因此,用户出于生产成本的考虑,客观上阻滞了扁线电机在国内市场的应用。
圆线在加工制造及绕制线圈时都比较方便,但绕成线圈之后,其横断面上的空隙较多,空间利用率差。这对小容量的电机来说,并不十分突出,且小断面的扁线在加工制造和绕制线圈时都很困难,因此小容量的均采用圆导线。
还有工程师反映扁线电机工艺难度较大:“之前做过这种电机,铜线一圈圈绕成螺旋形,扁铜线刚性大,很难绕线,即使绕成后也难定形,浸漆时还得用夹具固定,不然就变形了。”
不过,电机的发展趋势是高功率密度,所以扁线电机也成为一个发展趋势。信质电机认为,扁线定子总成技术与现有的定子总成技术相比,具有能量密度更高,电机效率更高的特点,这符合未来新能源汽车电机和工业电机技术进步的大趋势,有助于公司继续在电机定转子领域保持一流的技术竞争力。
未来消费电子等终端领域的发展趋势是体积更小,功能更强,运行速度更快,这也对相应的电机提出了苛刻的要求。而扁线电机单是凭借高功率密度这优点之一即可笑傲江湖,因此它有广阔的发展前景。
况且,中国作为世界加工基地的角色正在向研发基地的角色过渡,新技术肯定将会直接快速地影响国内市场。所以,扁线电机的应用推广指日可待。
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