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特斯拉、通用、丰田等为何纷纷使用发卡电机?焊接难题怎么解?

来源:荣格 发布时间:2020-09-04
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伴随着新能源汽车的高速发展,除了新兴的造车企业,传统汽车巨头也在纷纷布局这个市场。宁德时代董事长曾毓群曾表示,在2030-2035年左右,电动汽车的需求量就会出现一个“引爆点”,需求量将会超过燃油车。而作为新能源汽车驱动系统的核心,驱动电机不断朝着高功率密度、高电机效率方向发展以打破续航能力对于新能源汽车推广的阻碍。


传统的圆形漆包线绕组往往存在有效铜面积低、绕组铜耗较大等问题。Hairpin电机(发卡/扁线电机)是使用铜条取代了传统的绕线组的一种新型驱动电机,通过改进绕组形状和编排方式,使得在同样的体积内塞进更多的导线,电机的效率和功率密度得以提升



发卡电机相对于传统的铜线绕线组电机有三个主要优势:首先,发卡电机的槽满率高,在同样的插槽空间中,使用铜条会比使用铜线填充的面积更多,插槽填充的铜导体更多,从而提升了电机的效率;其次,发卡电机因为槽满率更高,铜条之间接触充分,能够更有效地冷却;此外,发卡电机的体积比铜线电机更小,性价比更高,更有助于车身轻量化。

 

由于发卡相对于传统电机优势巨大,所以发卡电机的制造成为了当下国内外许多新能源企业的重点研究方向。最早使用发卡电机的是通用汽车,在2006年将其应用于Cadillac Escalade车型上。随后几年里,特斯拉的Model S、丰田的Prius、日产的Leaf均采用了发卡电机。

 

然而,发卡电机在提高驱动系统效率的同时,也对加工提出了更高的要求,发卡接头在焊接的过程中容易出现飞溅、夹具定位精度不准等问题,接头的焊接质量对电机的电导率、性能及寿命有着极大的影响。此外,发卡需要焊接的接头数量是巨大的,如果缺少合适的质量检测系统,检测失误率难以把控。


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肖彬,激光产品经理,材料成型学士,工程管理硕士,主要负责产品战略推广,技术支持以及新市场的开发。曾担任机器人及仿真工程师,激光应用工程师,对激光技术、产品应用及线体集成有深刻的了解。



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