扁線電機與圓線電機的區(qū)別在于銅線的成形方式，扁線有利于電機槽滿率的提升，一般圓線電機的槽滿率為40%左右，而扁線電機的槽滿率能達到60%以上。槽滿率的提升意味著在空間不變的前提下，可以填充更多的銅線，產(chǎn)生更強的磁場強度，提升功率密度。扁線電機是一種新型的驅(qū)動電機，它的導線是扁的而不是圓的，但它并不是一個新鮮事物，幾十年前就已經(jīng)出現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域。

但是，在新能源汽車上使用扁線電機卻是近幾年的事情。那么，扁線電機到底是怎么工作的呢？它又如何實現(xiàn)那些優(yōu)勢呢？接下來，本文將從多個方面來詳細介紹扁線電機。

扁線電機是什么

扁線電機并不是一個新鮮的概念，它的發(fā)展由來已久，幾十年了。最初，它主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的大功率電機和發(fā)電機組，因為這些場合對電機的功率和效率要求很高。

后來，新能源汽車產(chǎn)業(yè)逐漸興起，扁線電機也開始應(yīng)用到車輛領(lǐng)域。車輛上很多應(yīng)用功能采用扁線電機，比如汽車發(fā)電機、起動機、EPS（電動助力轉(zhuǎn)向）電機、主驅(qū)動電機、P2（平行混合動力）系統(tǒng)電機等等。

把線做“扁”帶來的優(yōu)點

那么，在新能源汽車中，扁線電機有什么優(yōu)勢呢？接下來將從以下幾個方面進行分析：

首先，槽滿率是指電機定子插槽中銅導體的填充比例。扁線電機使用銅條代替銅線，使得插槽中的銅導體更多，從而提高了槽滿率。這有什么好處呢？想象一下，如果你要用一根繩子把一個箱子捆起來，是用一根粗繩子還是用幾根細繩子呢？顯然，用一根粗繩子會更省力，因為它能夠更緊密地包裹住箱子。

同理，扁線電機的銅條就像粗繩子一樣，能夠更緊密地包裹住定子齒。這樣就能夠減少磁場泄漏和磁阻，提高電機的磁通量和轉(zhuǎn)矩。

其次，功率密度和效率是指電機在單位體積或重量下輸出的功率或效果。扁線電機由于槽滿率高，能夠在相同或更小的體積和重量下輸出更大的功率。這對于新能源汽車來說非常重要，因為它意味著可以節(jié)省空間和成本，提升能和里程。

最后，噪音和舒適是指電機在運行過程中產(chǎn)生的或振動對人們感覺的影響。扁線電機由于槽滿率高，在低轉(zhuǎn)速高扭矩或高轉(zhuǎn)速低扭矩的工況下工作效率更高。

這意味著它可以在較低的轉(zhuǎn)速下輸出較大的扭矩或在較高的轉(zhuǎn)速下輸出較小的扭矩。這樣就能夠減少轉(zhuǎn)速變化帶來的噪音或振動。

綜上所述，扁線電機相比圓線電機，具有槽滿率高、功率密度和效率高、噪音和舒適好等優(yōu)點。

這些優(yōu)點使得扁線電機在新能源汽車領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景和市場潛力。那么，扁線電機是怎么實現(xiàn)這些優(yōu)點的呢？它的工作原理又是什么呢？

扁線電機如何“扁”出優(yōu)勢

扁線電機和圓線電機的工作原理本質(zhì)上沒有區(qū)別，都是通過電流在磁場中受力作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。不同之處在于，扁線電機采用扁平的矩形導線而不是傳統(tǒng)的圓形導線。這樣做有什么好處呢？我們可以用一個簡單的比喻來理解。

1、采用整體鐵芯，無拼圓風險。

2、采用連續(xù)繞組工藝，無中間焊點，可靠性高。

3、與分段鐵芯相比，無鐵箍，提升產(chǎn)品性價比。

4、采用單層立繞線圈，與鐵芯充分接觸，熱阻小，導熱優(yōu)于多層線圈。

5、銅滿率高，可以達到55%銅滿率，有利于提高電機低速區(qū)效率。

6、利用繞組之間的三角空間，可進行槽內(nèi)冷卻，提升電機轉(zhuǎn)矩密度30%以上。

假設(shè)要填滿一個盒子，盡可能不留空隙，你會選圓柱體還是扁平的長方體？如果選圓柱體，那么你會發(fā)現(xiàn)盒子里還有很多空隙，圓柱體之間不能緊密地排列。如果是扁平的長方體，它們之間幾乎沒有空隙。

同樣地，如果用扁平的矩形導線替代圓形導線，就可以提高槽滿率，即線圈放入槽內(nèi)后占用槽內(nèi)空間的比例，因為扁線之間沒有空隙，而圓線之間有空隙。

高槽滿率意味著什么？意味著在相同體積內(nèi)，扁線電機可以多填充20-30%的導線。這就相當于增加了電流通過導線時產(chǎn)生的磁場數(shù)量和強度。

磁場越強，則電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩（即轉(zhuǎn)動能力）就越大。因此，在相同體積下，扁線電機比圓線電機具有更高的功率密度（即單位體積內(nèi)輸出功率）和效率（即輸出功率與輸入功率之比）。

此外，扁線還有一個優(yōu)點，它可以降低繞組中皮爾斯損耗（即由于交流電流在繞組中引起渦流損耗）。因為扁平導線相對于圓形導線來說，在垂直于繞組軸向上具有更小截面積和更大周長。

這樣一來，在交變磁場中產(chǎn)生渦流時所需穿過截面積較小、周長較大、阻值較大、渦流較小；反之則截面積較大、周長較小、阻值較小、渦流較大。因此，在相同條件下，扁平導線比圓形導線具有更低皮爾斯損耗。

綜上所述，扁線導線使得扁線電機在相同體積下，具有更高的槽滿率、功率密度、效率和過載能力，從而提升了電機的能和可靠。這就是扁線電機的工作原理和優(yōu)勢所在。

扁線電機的用武之地

扁線電機的優(yōu)勢不僅在理論上有所體現(xiàn)，更在實踐中得到了驗證。在新能源汽車領(lǐng)域，扁線電機已經(jīng)成為了多個知名品牌的首選驅(qū)動電機，展現(xiàn)出了卓越的能和效果。下面，就來看看一些扁線電機在不同類型的新能源汽車中的具體應(yīng)用體現(xiàn)。

首先，是舍弗勒P2電機。這是一款集成式混合動力系統(tǒng)，將扁線電機、離合器和變速箱整合在一起，形成一個緊湊的模塊。這樣可以節(jié)省空間和重量，提高安裝效率和可靠。

舍弗勒P2電機采用了高效率的扁線技術(shù)，可以實現(xiàn)最高120kW的功率輸出和300Nm的峰值扭矩，在低轉(zhuǎn)速時也能保持高效率。舍弗勒P2電機已經(jīng)被奧迪、寶馬、大眾等多個豪華品牌采用，并獲得了良好的市場反饋。

其次，是通用Volt發(fā)電機。這是一款插電式混合動力汽車，采用了兩臺扁線電機作為主要驅(qū)動力源，并配備了一個小型汽油發(fā)動機作為備用發(fā)電裝置。

通用Volt發(fā)電機利用了扁線技術(shù)的低噪音優(yōu)勢，在純電模式下可以提供安靜舒適的駕乘體驗，并且可以實現(xiàn)最高149kW的功率輸出和370Nm的峰值扭矩，在加速時也能保持平穩(wěn)流暢。通用Volt發(fā)電機已經(jīng)在、歐洲、中國等多個市場銷售，并獲得了消費者和專業(yè)評測者的認可。

最后，來看看豐田普銳斯驅(qū)動電機。這是一款全球知名的混合動力汽車，采用了一臺扁線電機作為輔助驅(qū)動力源，并配備了一個阿特金森循環(huán)發(fā)動機作為主要驅(qū)動力源。

豐田普銳斯驅(qū)動電機利用了扁線技術(shù)的高功率密度優(yōu)勢，在相同體積下可以提供更大的功率輸出和更強的過載能力，并且可以實現(xiàn)最高53kW的功率輸出和163Nm的峰值扭矩，在低速時也能提供足夠的動力支持。

豐田普銳斯驅(qū)動電機已經(jīng)在全球范圍內(nèi)銷售了超過1000萬輛，并獲得了無數(shù)用戶和環(huán)保組織的贊譽。

從這些案例中，可以看出，扁線電機已經(jīng)成為了新能源汽車驅(qū)動技術(shù)的重要發(fā)展方向，它不僅可以提高汽車的能和效率，還可以降低汽車的成本和環(huán)境影響。這就是為什么扁線電機一夜之間從燙手山芋變成了人見人愛的香餑餑！

扁線電機面臨的困難

扁線電機雖然有著諸多優(yōu)勢，但是也不是沒有缺點和困難。在實際的生產(chǎn)和應(yīng)用中，扁線電機還面臨著一些技術(shù)難題和挑戰(zhàn)，需要不斷地研究和改進。

首先，扁線電機的制造工藝比較復雜。由于扁線電機的導體截面是矩形的，而不是圓形的，所以在繞組過程中需要更多的精度和技巧，以保證導體之間的間距和排列均勻，并避免導體之間的磨損和損傷。此外，扁線電機的繞組也需要更多的材料和時間，從而增加了生產(chǎn)成本和周期。

其次，扁線電機的散熱問題比較突出。由于扁線電機的槽滿率更高，導致了繞組內(nèi)部空氣流通不暢，難以有效地散發(fā)熱量。

同時，由于扁線電機的功率密度更高，在高負荷工況下會產(chǎn)生更多的熱量，并可能導致繞組溫度過高、絕緣老化、能下降等問題。因此，扁線電機需要采用更好的散熱設(shè)計和材料，以保證其穩(wěn)定可靠地運行。

最后，扁線電機還存在一些其他方面的挑戰(zhàn)。比如，在使用過程中可能會受到外界干擾或者自身故障而影響其控制精度和效果；在與其他部件配合時可能會出現(xiàn)匹配或者兼容問題；在市場推廣時可能會遇到用戶認知或者接受程度不高等問題。

結(jié)語：通過上文的介紹，我們可以了解到扁線電機是一種新型的驅(qū)動電機，它與傳統(tǒng)的圓線電機相比，有著更高的槽滿率、功率密度、效率和過載能力，以及更低的體積、重量、噪音和成本。這些優(yōu)勢使得扁線電機在新能源汽車領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景和市場空間。

因此，為什么扁線電機一夜之間從燙手山芋變成了人見人愛的香餑餑？原因就是扁線電機符合了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求和方向，它可以為新能源汽車提供更高效、更節(jié)能、更舒適、更環(huán)保的驅(qū)動方案。

編輯：黃飛