本文來(lái)自微信公眾號(hào)“電子智造業(yè)”，作者/Susan。
2025年扁線電機(jī)需求量將達(dá)342億元。扁線電機(jī)在新能源汽車的滲透率如何?提高滲透率面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)是什么?扁線電機(jī)如何更好適應(yīng)800V電車平臺(tái)?它的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是怎樣的?一文詳解！
前言：
根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的預(yù)測(cè)，今年新能源汽車的銷量預(yù)計(jì)將超過(guò)900萬(wàn)輛，而中國(guó)乘聯(lián)會(huì)則預(yù)測(cè)新能源乘用車銷量可能達(dá)到850萬(wàn)輛。
扁線電機(jī)，作為新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的一種，憑借其小巧的體積和高效的功率，更符合新能源汽車的輕量化和集成化發(fā)展趨勢(shì)。因此，隨著新能源汽車市場(chǎng)的繁榮發(fā)展，新能源汽車電動(dòng)化率和雙電機(jī)車型占比的不斷提升，扁線電機(jī)的行業(yè)需求正在爆發(fā)式增長(zhǎng)。目前，扁線電機(jī)在新能源汽車的滲透率如何?提高滲透率面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)是什么?扁線電機(jī)如何更好適應(yīng)800V電車平臺(tái)?它的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是怎樣的?下面將從這篇文章進(jìn)行講解。
▲圖源包圖網(wǎng)
一、扁線電機(jī)在新能源汽車行業(yè)的
應(yīng)用與市場(chǎng)滲透率
談及扁線電機(jī)的發(fā)展史，得從國(guó)外說(shuō)起，雪佛蘭和豐田是最早采用扁線電機(jī)的車廠。隨著扁線電機(jī)在中國(guó)的發(fā)展和普及，許多新能源汽車公司，如特斯拉、上汽新能源、極氪和比亞迪等，也開始逐步應(yīng)用扁線電機(jī)。
因?yàn)橄啾扔趫A線電機(jī)，扁線電機(jī)具有槽滿率高、功率密度高、效率高等優(yōu)點(diǎn)，還可以做到體積小、效率高、導(dǎo)熱性強(qiáng)、溫升低、噪音小的特性。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，扁線電機(jī)比圓線電機(jī)能效高10%。據(jù)比亞迪集成開發(fā)工程師陳果表示：“比亞迪生產(chǎn)的新車型采用扁線電機(jī)。”據(jù)了解，各主機(jī)廠已緊鑼密鼓地布局扁線電機(jī)業(yè)務(wù)，特斯拉Model 3/Y、比亞迪DM-i、比亞迪秦PLUSEV、大眾ID.4以及極氪001等暢銷車型均已搭載扁線電機(jī)。
新能源車行業(yè)需求的持續(xù)繁榮，讓扁線電機(jī)的市場(chǎng)滲透率得到持續(xù)加速。這將為驅(qū)動(dòng)電機(jī)行業(yè)帶來(lái)數(shù)量和價(jià)格的雙重上漲，使其增長(zhǎng)空間變得極其廣闊。根據(jù)最新的預(yù)測(cè)，扁線電機(jī)目前訂單增長(zhǎng)勢(shì)頭良好，新能源車銷量占比提升有望帶動(dòng)扁線電機(jī)滲透率由去年的27%提升至40%左右。
中航證券預(yù)計(jì)2025年全球和中國(guó)的扁線電機(jī)需求量分別為2024萬(wàn)個(gè)、978萬(wàn)個(gè)，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間為708億元、342億元。
據(jù)未來(lái)智庫(kù)預(yù)計(jì)，2025年扁線電機(jī)在新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)中的滲透率將超過(guò)90%。
▲信息來(lái)源：中汽車中心數(shù)據(jù)、節(jié)能與新能源技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、未來(lái)智庫(kù)、調(diào)研數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集梳理
二、扁線電機(jī)的應(yīng)用挑戰(zhàn)：
大電流輸出、生產(chǎn)設(shè)備升
級(jí)、成本高
毋庸置疑，驅(qū)動(dòng)電機(jī)扁線電機(jī)因其高效率、高功率和高集成度的特點(diǎn)，更符合新能源汽車的技術(shù)要求。
然而，目前在新能源汽車中，扁線電機(jī)的滲透率仍只有40%。那么，是什么外部因素阻礙了扁線電機(jī)的更廣泛應(yīng)用呢?針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，大洋電機(jī)，作為扁線電機(jī)的重點(diǎn)企業(yè)，其代表技術(shù)部經(jīng)理朱小康表示：“實(shí)現(xiàn)扁線電機(jī)的大功率輸出、大電流輸出，無(wú)疑是我們目前面臨的最大挑戰(zhàn)。”
扁線電機(jī)的生產(chǎn)制造工藝與普通的圓線電機(jī)截然不同，驅(qū)動(dòng)電機(jī)扁線電機(jī)在線圈成型、扭頭、焊接、浸漬等方面都是全新的開發(fā)。華南理工大學(xué)電力學(xué)院副院長(zhǎng)、教授楊向宇表示：“驅(qū)動(dòng)電機(jī)扁線電機(jī)的滲透率不高的一大原因在于制造工藝的挑戰(zhàn)。扁線電機(jī)技術(shù)是近年來(lái)新興起的，過(guò)去常規(guī)的選擇是圓線電機(jī)。因此，現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備需要經(jīng)過(guò)一次改造，將老舊設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)檫m應(yīng)新技術(shù)的新設(shè)備。這是一個(gè)需要時(shí)間和精力投入的過(guò)程。”據(jù)了解，因?yàn)轵?qū)動(dòng)電機(jī)扁線電機(jī)比圓線電機(jī)起步的晚，目前國(guó)內(nèi)驅(qū)動(dòng)電機(jī)扁線電機(jī)生產(chǎn)設(shè)備的產(chǎn)商相對(duì)較少，而且大多都是外資企業(yè)。
另外，驅(qū)動(dòng)電機(jī)扁線電機(jī)的生產(chǎn)不僅在工藝上需要投入大量成本，其原材料價(jià)格也相對(duì)較高。驅(qū)動(dòng)電機(jī)扁線電機(jī)的生產(chǎn)主要涉及到的磁性材料包括永磁體和軟磁體，其中永磁體由于其復(fù)雜的制造工藝和昂貴的材料，導(dǎo)致其成本較高。東莞金坤新磁內(nèi)部工作人員劉會(huì)武說(shuō)道：“雖然價(jià)格主要與國(guó)家的政策有關(guān)，但通過(guò)采用一些新的生產(chǎn)工藝，例如用滲透替代燒結(jié)和雙節(jié)的方法，依然可以有效地降低10%-15%的生產(chǎn)成本。這些磁性材料都是耐高溫的，適用于電機(jī)的制造。”
大洋電機(jī)技術(shù)部經(jīng)理朱小康也贊同：“驅(qū)動(dòng)電機(jī)扁線電機(jī)的市場(chǎng)不僅是市場(chǎng)決定，另外它還受到成本和工藝的影響，成本方面，除了物料成本，企業(yè)改變技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)扁線工藝的成本，它也會(huì)增加一個(gè)設(shè)備以及人力的成本。但是在短期的話，扁線電機(jī)還是一種趨勢(shì)。”
三、800V高壓平臺(tái)對(duì)扁線電機(jī)提出的新要求
用戶對(duì)于新能源汽車的續(xù)航里程和充電速度的需求也越來(lái)越高，為了解決這一問(wèn)題，新能源汽車逐漸開始搭載可以提供更高的充電功率和更快充電速度的800V高壓平臺(tái)。然而，800V高壓平臺(tái)需要更高的電壓和電流來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的功率輸出，這對(duì)電池系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等都會(huì)提出更高的要求。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)扁線電機(jī)是一種新型電機(jī)，它采用了扁平的繞組，可以提高電機(jī)的效率和功率密度，在800V高壓平臺(tái)上，扁線電機(jī)需要具備更高的耐壓能力和更好的散熱性能，以保證電機(jī)的安全性和可靠性，同時(shí)，扁線電機(jī)需要更高的轉(zhuǎn)速和更小的體積，以適應(yīng)800V高壓平臺(tái)的應(yīng)用場(chǎng)景。
針對(duì)800V平臺(tái)對(duì)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)扁線電機(jī)提出的新要求，比亞迪集成開發(fā)工程師陳果回復(fù)到：“800V高壓平臺(tái)對(duì)我們的硬件提出了更高的要求，尤其是在電磁干擾方面。甚至電池也面臨著挑戰(zhàn)，因?yàn)楝F(xiàn)在許多電池都存在著起火和燒車的問(wèn)題。目前，雖然我們使用的是600V的電壓，但已經(jīng)面臨了很多困難。電池只有一個(gè)中間的正負(fù)級(jí)，僅有一個(gè)隔膜。更新和升級(jí)這個(gè)隔膜以滿足800V的要求是一項(xiàng)困難的任務(wù)，而且存在著起火和短路的風(fēng)險(xiǎn)。因此，這不僅僅是電機(jī)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，而是整個(gè)電機(jī)、電池和電控系統(tǒng)的升級(jí)過(guò)程，我們必須滿足800V的平臺(tái)才能跟上發(fā)展。”
同時(shí)，朱小康也表示：“提高電壓平臺(tái)對(duì)絕緣耐壓能力提出了更高的要求。然而，電壓的提高也帶來(lái)了一個(gè)好處，即降低了電流。盡管降低電流有其益處，但也帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題，即對(duì)電機(jī)的可靠性和防護(hù)性提出了更高的要求。”
四、扁線電機(jī)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
驅(qū)動(dòng)電機(jī)扁線電機(jī)作為一種新興的電機(jī)技術(shù)，正在電動(dòng)汽車和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域迅速嶄露頭角。它采用扁平的繞組結(jié)構(gòu)，帶來(lái)了一系列的優(yōu)勢(shì)，因此備受關(guān)注。目前，扁線電機(jī)技術(shù)正朝著高功率效率、高功率密度、高可靠性、安全性、低成本和輕便化的方向發(fā)展。相比傳統(tǒng)的圓線電機(jī)，扁線電機(jī)采用扁平的繞組，具有更高的效率和功率密度。未來(lái)，扁線電機(jī)將持續(xù)提升其效率和功率密度，以滿足新能源汽車市場(chǎng)對(duì)高效和輕量化產(chǎn)品的需求。
此外，提高可靠性和安全性也是至關(guān)重要的。扁線電機(jī)需要具備更高的絕緣耐壓能力和更好的散熱性能，以確保電機(jī)的安全性和可靠性?？梢灶A(yù)見，扁線電機(jī)將進(jìn)一步提升這些方面的性能，以滿足新能源汽車市場(chǎng)對(duì)安全可靠產(chǎn)品的需求。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)的逐步形成，扁線電機(jī)的成本也將逐步降低，從而更好地滿足市場(chǎng)需求。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)優(yōu)化，扁線電機(jī)的成本將得到降低，并提供更具競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。
大洋電機(jī)技術(shù)部經(jīng)理朱小康談到：“在我們當(dāng)前的規(guī)劃中，我們面臨著兩個(gè)主要問(wèn)題。首先，我們需要解決高電流輸出的挑戰(zhàn)，這與我們的工藝密切相關(guān)。其次，我們需要關(guān)注整體成本控制的問(wèn)題。目前，我們已經(jīng)在使用一種電機(jī)，這種電機(jī)在成本方面得到了較好的控制，并且具有創(chuàng)新性。然而，供應(yīng)和成本仍然是我們面臨的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。在未來(lái)的發(fā)展中，我們將著重解決這兩個(gè)方面的挑戰(zhàn)。”
五、國(guó)家政策加持扁線電機(jī)市場(chǎng)發(fā)展
國(guó)家政策也在推動(dòng)扁線電機(jī)的發(fā)展。例如，“十三五規(guī)劃”提出，新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的峰值功率密度要達(dá)到4Kw/kg。此外，《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2025)》中提出，中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)計(jì)劃到2025年，純電動(dòng)乘用車新車平均電耗降至12千瓦時(shí)每百公里。還有《“十四五”規(guī)劃綱要》中提出，“十四五”期間，新能源汽車產(chǎn)業(yè)要著重突破高效驅(qū)動(dòng)電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。政策對(duì)于新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)的要求，扁線電機(jī)技術(shù)都比圓線電機(jī)更加符合。發(fā)展扁線電機(jī)技術(shù)必將成為一種未來(lái)趨勢(shì)。
東莞市金坤新磁材股份有限公司內(nèi)部工作人員劉會(huì)武就表示：“從扁線電機(jī)使用的釹鐵硼磁材這一材料去做的電機(jī)來(lái)看，它是符合節(jié)能這個(gè)趨勢(shì)的”。這是一家集開發(fā)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)打樣、生產(chǎn)、銷售與服務(wù)于一體的專業(yè)生產(chǎn)各類高強(qiáng)度、精密型、異型等強(qiáng)磁鐵的廠家。據(jù)了解，金坤磁材目前主要經(jīng)營(yíng)產(chǎn)品有釹鐵硼強(qiáng)磁、釹鐵硼、圓形磁鐵、跑道形磁鐵等，劉會(huì)武先生認(rèn)為："不管是新能源電機(jī)、汽車電機(jī)還是其他電機(jī)，國(guó)家層面還是在推行，所以扁線電機(jī)這個(gè)市場(chǎng)是廣闊的。”
結(jié)語(yǔ)
扁線電機(jī)作為一種新興的電機(jī)技術(shù)，正在逐漸嶄露頭角，并在新能源汽車中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。隨著新能源汽車市場(chǎng)的繁榮和電動(dòng)化率的提升，扁線電機(jī)的市場(chǎng)滲透率也在不斷增加。然而，要實(shí)現(xiàn)扁線電機(jī)的廣泛應(yīng)用，仍然面臨著一些技術(shù)挑戰(zhàn)和市場(chǎng)需求的考驗(yàn)。
扁線電機(jī)技術(shù)需要解決高功率輸出、生產(chǎn)工藝和成本控制等挑戰(zhàn)。提高功率密度、優(yōu)化制造工藝以及降低成本是推動(dòng)扁線電機(jī)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。另一方面，800V高壓平臺(tái)的興起為扁線電機(jī)提出了新的要求。為了滿足更高的電壓和功率輸出，扁線電機(jī)需要具備更高的耐壓能力、散熱性能和體積優(yōu)化。因此，電動(dòng)汽車制造商和供應(yīng)商必須持續(xù)創(chuàng)新和改進(jìn)以適應(yīng)800V高壓平臺(tái)的應(yīng)用場(chǎng)景。
盡管面臨一些挑戰(zhàn)，扁線電機(jī)作為一種新興的電機(jī)技術(shù)，正逐漸成為新能源汽車市場(chǎng)的新增長(zhǎng)點(diǎn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和市場(chǎng)需求的增加，扁線電機(jī)有望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用。我們期待看到扁線電機(jī)在新能源汽車領(lǐng)域的進(jìn)一步創(chuàng)新和突破，為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
