扁线电机在这个领域备受青睐

电机技术内参 2023-09-18 09:29:07

相对于其他设备,新能源汽车对于配套电机的功率密度要求更为严苛,因为电机的功率密度直接影响到汽车的零部件物理布局以及续航效果。十三五规划提出,新能源汽车驱动电机的峰值功率密度要达到每千克4千瓦(目前每千克3.2-3.3千瓦),小型化、高速化将是新能源汽车电机的主要发展趋势,而小型化必然要求电机功率密度有大幅度提升。

第1代扁线电机,采用轴向插线的发卡绕组技术,也就说单发卡绕组,这种绕组使得槽内排列非常规整,从而大大提高了槽满率,同时端部精凑型得以增强,这两项的改进最终的效果使绕组的直流电阻下降30~40%。

虽然发卡电机能够降低直流电阻,但在频率较高运行时,在绕组上会感生出高频涡流电场,产生集肤效应。从这个角度而言,扁线电机更适用于中低速应用场合。针对该类电机的缺点或瑕疵,后续进行了第二代和第三代有改进和开发。

从散热和功率密度的提升分析,圆线绕组端部在浸漆后,成为一个实心整体,冷却油很难渗入内部,无法带走中间层导体产生的热量,容易在绕组内部形成热孤岛。而扁线电机中采用了端部喷油冷却技术,因为扁线端部导体间存在较大的间隙, 喷头出油后,直接渗透入扁线绕组端部,几乎带走每一个导体的热量。扁线和端部油冷配合使用技术,大幅提高了绕组的散热能力,最终提高了整机的功率密度。

综上,扁线电机的优势在于较高的槽满率,传统的电机绕组槽满率45%左右,发卡绕组能达到70%左右;扁线绕组散热性好,绕组之间接触面积大,空隙小,端部短,体积小。但是,由于绕组线粗,高频集肤效应明显,铜耗增大;对铜线的要求较高,线圈成形折弯后,绝缘层容易受损,与圆线绕组比,扁线绕组加工工艺复杂,对生产设备要求高。

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