據(jù)統(tǒng)計，2021年中國新能源汽車產銷突破350萬輛，同比增長1.6倍，連續(xù)7年位居全球第一，累計推廣量已超過900萬輛。新能源汽車在中國汽車產業(yè)高質量發(fā)展的戰(zhàn)略選擇和中國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要舉措上具有舉足輕重的地位。

電驅動系統(tǒng)作為新能源汽車的核心零部件之一，電驅系統(tǒng)的輕量化、高效化、小型化、低成本是未來的趨勢；而電驅系統(tǒng)集成化、電機扁線化是實現(xiàn)輕量化和小型化的主要技術路線。

扁線繞組電機是在定子繞組中采用截面積更大的扁銅線，先把繞組做成類似發(fā)卡一樣的形狀，穿進定子槽內，再在另外一端把發(fā)卡的端部焊接起來。相較于傳統(tǒng)圓線電機，以其高功率密度、高能量轉換效率、良好的NVH性能（電磁噪音低，整車更安靜）、優(yōu)異散熱性能等優(yōu)勢，顯著降低整車重量、電耗，提高整體性能和駕駛體驗。

表： 扁線電機和圓線電機效率對比

近年來，特斯拉Model Y、廣汽、蔚來、比亞迪、吉利、上汽等相繼采用扁線電機，未來扁線電機的滲透率將得到快速提升。

圖：來源網絡

扁線電機雖好，但扁線電機的大規(guī)模應用不易，是因為扁線電機在生產制造設備、工藝上難點較多。扁線電機裝配可分為定子、轉子、合裝三大工藝環(huán)節(jié)， 其中轉子線和合裝線相對簡單， 而定子裝配線有很多道復雜工序，對設備精度和工藝一致性要求極高。

圖：扁線電機組成

匯川技術深入扁線電機設備和工藝研究，為扁線電機整體裝配線提供全流程電控解決方案。

下面以三個核心工藝為例進行解讀。

PIN成型

PIN成型指將扁漆包線放卷、矯直、去漆皮、去毛刺、牽引、裁斷、移載以后，通過折彎或沖壓的方式制成H Pin。

此工藝的難點在于放卷張力控制和沖壓成型要求高精度；去漆皮、去毛刺、牽引、裁斷要求既保證功能實現(xiàn)，又需要盡可能降低機械沖擊和伺服負載率。

1）匯川技術PIN成型解決方案通過閉環(huán)轉矩放卷控制，達到精度±1N，同時通過卷徑計算和牽引速度控制和PID輸出控制雙控制，保證恒張力；

圖：張力放卷控制

2）去漆皮、去毛刺、牽引、裁斷采用追剪凸輪控制，將間歇式加工變?yōu)檫B續(xù)加工，效率提升30%，同時動作更柔和；

圖：追剪凸輪規(guī)劃

3）沖壓成型采用位置+力矩轉換控制，定位迅速，保壓精度0.1%。

圖：伺服沖壓控制

4）EtherCAT一網到底，總線控制所有設備，速度快，操作簡單；

共直流母線伺服驅動器IS810N速度環(huán)帶寬3kHz，電流環(huán)刷新周期625kHz，23位絕對值編碼器，分辨率可達0.15角秒；

GL20刀片式IO可插拔設計，接線更便捷。

扭轉

扭轉指將插好PIN的定子端部的PIN腳按照先外層后內層的順序進行交錯扭轉變形。扁線電機定子一般有48槽，每槽4~8層扁線。扭轉過程中，Z軸持續(xù)勻速下降，扭轉盤動作由外而內依次進行，并與Z軸保持一定同步關系。

扭轉的工藝難點在于根據(jù)材料特性分析數(shù)據(jù)建立扭轉模型仿真，輸出形變過程的離散位置和角度點，耦合成同步曲線。

01）匯川解決方案中扭轉過程更加接近材料特性，仿真輸出離散Z軸位置和C軸角度，擬合成凸輪曲線，動作更平滑，成型效果更好；同時配方切換時，工藝的參數(shù)變更操作也更靈活、快捷。

圖：扭轉凸輪規(guī)劃

2）EtherCAT一網到底；共直流母線伺服驅動器IS810N速度環(huán)帶寬3kHz，電流環(huán)刷新周期625kHz，23位絕對值編碼器，分辨率可達0.15角秒；GL20刀片式IO可插拔設計，接線更便捷。

動平衡

動平衡即對電機轉子進行動平衡檢測并切削加工。

新能源電機轉速高達幾萬轉，因此對電機轉子的尺寸均勻分布要求很高。動平衡檢測設備通過一個主動軸經過皮帶，帶動被測電機轉子高速旋轉。旋轉過程中，若轉子有偏心的情況，則會引起皮帶波動，最終通過傳感器將波動信號傳輸?shù)礁咚俨杉K中進行分析處理，給出切削位置和切削量，并進行切削處理。

1）匯川技術動平衡解決方案，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速采集、切削點和切削量計算、切削加工集成一體，高速采集模塊可實現(xiàn)35us采集周期，并提供數(shù)據(jù)采集函數(shù)，采樣精度16bit；

圖：高速采集模塊函數(shù)

2）模塊支持二次開發(fā)，工藝保密性高；

3）PAC雙系統(tǒng)部署，HMI、上位開發(fā)和PLC控制一體，一種產品代替多種產品組合，拓撲簡潔，降低成本，數(shù)據(jù)交互更方便；

此外，扁線電機產線的全線自動化生產需要對整線的命令下發(fā)、狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、操作記錄、故障診斷、損耗分析、能源管理等進行處理，匯川技術可提供整線數(shù)字化解決方案，實現(xiàn)扁線電機全流程的自動化、精益化生產。

圖：整線電子看板

扁線電機的技術性能提升使得車企在提升性能、續(xù)航等方面取得很大進步，由最初的無人問津到現(xiàn)在的集萬千寵愛于一身，未來隨著新能源車的快速普及，扁線對于圓線的替代將加速進行，扁線電機的大力生產將成為廣大新能源車企的主旋律。