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　　用來驅動EV及HEV的馬達要求尺寸小、重量輕而且價格低。其中重要的基礎技術就是“線圈繞線方法”了。將扁平線相對于內芯縱向纏繞；在不分割內芯的情況下高密度繞線；將16根裸導線擰在一起纏繞，并避免交叉。這些繞線措施將直接關系到馬達的性能，甚至EV的性能。

　　馬達技術對EV（電動汽車）及HEV（混合動力車）的發展起到支撐作用。盡管該領域不像電池那樣能夠成倍提高性能，但疏忽大意的話同樣會在競爭中落敗。因為這種技術還有進步的“空間”。

　　馬達的主要部件——線圈目前正在以占空比為軸心不斷發展進步。占空比是實際導線截面積在與電流垂直的平面切割線圈時的截面積中所占的比例。如果占空比提高，便可實現尺寸小、重量輕且強有力的馬達。

　　早晚會采用扁立繞法

　　圖1：利用PEEK膠帶絕緣后的扁立繞組線圈

　　可以看到膠帶斜向纏繞。轉角處因加工而出現了嚴重變形，不過膠帶表現出了良好的追隨性

　　“能夠使用‘扁立（Edge Wise）繞法’線圈”是馬達技術人員的夢想。扁立繞法線圈是將導線邊緣（Edge）緊貼內芯（鐵芯），將導線相對于內芯縱向纏繞的線圈（圖1）。因散熱性出色，能夠提高馬達的輸出功率。

　　目前已經出現了距離這一夢想更近一步的技術。那就是由聚醚醚酮（PEEK）制成的絕緣膠帶。PEEK樹脂銷售商Victrex Japan與Towatec及浦谷工程共同開發出了利用這種膠帶對扁平線進行高密度扁立卷繞的加工技術。

　　就少量生產來說，扁立繞法是始于大正時代的技術。在EV方面，已被電抗器（Reactor）等小型產品采用。但此前尚未用于馬達，更不用說用于汽車的大型馬達。

　　線圈的導線一般為截面呈圓形的圓形線〔圖2（a）〕。后來又發展為正方形及長方形的方形線，在長方形導線中，又出現了縱橫比較大的扁平線。目前已開始普及的是采用扁平線繞制的平繞線圈〔圖2（b）〕。馬達技術人員的夢想是在此基礎上進一步發展成扁立繞法線圈〔圖2（c）〕。

　　圖2：因線圈線不同而產生的差別

　　由（a）圓形線發展為（b）平繞法扁平線。（c）下一目標是扁立繞法扁平線。紅色部分的溫度會上升。

　　平繞的別名又稱倒繞。這是一種使扁平線的平坦面緊貼內芯進行卷繞的方法。給人的印象是將絲帶線緊緊卷繞在內芯上。另外，雖說是“緊貼內芯”，但有時也在其他工藝中加工以后再插入內芯。

　　扁立繞法與平繞法相比，導線的卷繞方法相差90度。彎曲的部分外側大幅伸展，而內側則大幅收縮。給人的印象從絲帶線纏繞，變成了塑性加工。難度一下子提高不少。

　　如果用圓形線繞制線圈的話，就無法期待獲得多高的占空比。由于是在四方形空間中并排放置圓形物體，因此到處都會留下縫隙。計算式的分子中不包含絕緣皮膜截面積的“標準占空比”只有35～55％左右。而采用方形線的話，就能消除縫隙，使占空比提高至62～85％。

　　無論是平繞法還是扁立繞法，占空比都不會產生多大差別。產生差別的是散熱性。驅動馬達旋轉時，與銅損相當的電力會在線圈內變成熱量。由于要防止過量電流損害絕緣材料，因此電流的上限值一定，這樣輸出功率也一定。要提高輸出功率，就需要不斷進行冷卻。

　　線圈產生的熱量會從內芯散發到定子外側的圓環，然后釋放到馬達表面的散熱片及冷卻水流道中。使用圓形線繞制線圈的話，熱量就會沿著導線→絕緣材料→縫隙→絕緣材料→相鄰導線這一路線反復流通。當然，因到達內芯的熱阻力較大，因此會導致導線溫度上升。

　　如果是方形線或扁平線的話，只要仔細卷繞，就能使縫隙縮小，熱量的通路會縮短為導線→絕緣材料→相鄰導線，這樣就會提高散熱性。即便如此，遠離內芯的導線的熱量也會在數次通過絕緣材料后最終到達內芯。因導線為銅線，因此熱傳導率較高，而絕緣材料的熱傳導率較低。

　　采用扁立繞法時，所有導線的邊緣都會接觸內芯。因此熱量不會傳至“相鄰導線”。通路可簡化至導線→內芯。熱阻力會變得極小。

　　很難用扁平線制造漆包線

　　在此需要介紹一下絕緣膠帶。要采用扁立繞法繞制線圈，需要使用縱橫比極大的扁平線。但此前存在絕緣問題，因此制造起來比較困難。

　　圖3：用扁平線制造漆包線時

　　涂膜厚度不均勻，有時會導致涂膜龜裂。

　　以往的絕緣材料是名為漆包線的材料。其實涂布的是聚酯及聚酰胺-酰亞胺（PAI）等絕緣材料。涂布后還需要烘干，涂膜會在烘干后收縮。如果是圓形線的話，收縮會比較均勻，而扁平線卻會出現問題。由于涂膜會收縮，也就是相互吸引，因此很多絕緣體會聚集在長邊的中央部，導致涂膜厚度增加（圖3）。邊角部分則被周圍拉緊，導致涂膜變薄。縱橫比較大時，甚至會導致涂膜龜裂。

　　作為解決這一問題的對策，扁平線不使用涂膜而用絕緣膠帶的情況居多。原來選擇的對象是聚酰亞胺（PI）膠帶。PI薄膜比較硬。采用扁立繞法時，纏繞膠帶后要進行“塑性加工”，因此若膠帶不會相應伸展或收縮的話就會很麻煩。所以，以前在扁立繞法中采用PI薄膜比較困難。而PEEK可以伸縮，能夠適應“塑性加工”。

　　選擇PEEK有助于實現扁立繞法的另一個原因是具有耐熱性。采用扁立繞法時，會受到很大的加工應力。構成導線的Cu（銅）晶格會發生移位，導致晶體配置混亂，造成電傳導率下降。極端情況下會比銅的電傳導率數值低20％。這對于要求減小銅損的馬達而言是致命的缺點。認為“扁立繞發線圈是尚未實現的夢想”的人非常重視這一點。

　　而對此起到有益作用的是PEEK的耐熱性。纏上膠帶并進行加工后可以退火。退火之后，有望使電傳導率恢復。通過加工可使下降的電傳導率恢復一半左右。

　　盡管導線在不斷改進，但采用扁立繞法的繞線機的開發與競爭才剛剛開始。支撐導線的方法及施力方法等技術都比較難以掌握，需要使用非常高端的繞線機。而且，由于需要進行塑性加工，因此很難像普通的繞線機那樣實現高速卷繞。雖說距離“夢想”更近了一步，但在實用化之前還是得必須跨過很高的技術壁壘才行。

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