X-pin扁线电机的性能以及工艺特点

爱过后

什么是扁线电机？

扁线电机，即扁平铜包线绕组的电机。是一种常见的电动机类型，它由定子和转子组成，通常采用扁平的铜线作为绕组导线。

最初，它主要应用于工业领域的大功率电机和发电机组，因为这些场合对电机的功率和效率要求很高。

后来，新能源汽车产业逐渐兴起，扁线电机也开始应用到车辆领域。车辆上很多应用功能采用扁线电机，比如汽车发电机、起动机、EPS（电动助力转向）电机、主驱动电机、P2（平行混合动力）系统电机等等。

一、扁圆电机性能差异

扁线电机是目前电机绕组的主流形式，与圆线相比，扁线有利于提高电机槽满率。

圆线电机的槽满率约为50%，扁线电机的槽满率可以达到70%以上。

槽满率的提升意味着在空间不变的前提下，可以填充更多的铜线，产生更强的磁场强度，提升功率密度。

二、扁线电机种类

扁线电机的绕组形式主要包括I-pin,Hair-pin,X-pin和S-winding。

I-Pin

I-Pin绕组的形状像I形，直接插入，然后在两侧焊接。

无需进行单槽组装，可进一步减少绕组组装的预留空间。

缺点是焊接工艺繁琐，端部尺寸大。

Hair-pin

Hair-pin缠绕的形状像发夹。

它首先成型，然后插入，然后在一侧焊接。

它是使用最广泛的扁线绕组形式。

X-pin

X-pin绕组主要在焊接端进行优化。

Hair-pin相比X-pin，端部高度降低，能进一步减少电机体积，有利于整车轴向空间的布局，功率密度提升，制造工艺相对波绕组简单，产线投入基于当前Hair-pin产线升级投资额较低，产品性能及投资明显超越波绕组，即将成为发卡电机新的趋势。

S-winding

S-winding的形状为S形，成型后，两端不需要焊接，并且端部空间尺寸更小，NVH性能更优异，减少转矩脉动，实现更平稳的操作和更好的性能冷却效果。

三、X-pin和Hair-pin工艺区别

1、线成型

线成型工艺与传统Hairpin成型差别不大，需重点关注成型精度，因为X-pin无切平工艺，成型后pin角一致性要求较高，因去漆长度仅需5mm左右，如机械去漆会导致断面无法完全贴合，焊接漏激光，所以只能采用激光去漆方式。

劣势：X-pin相对Hairpin精度要求高，对于设备是送线精度要求高，实现难度大。

优势：X-pin相对Hairpin节省铜损20mm以上，双面去漆即可。

2、扭头方式

X-pin相对Hairpin扭头最大的变化点是取消了直线段，无法实现入桶扭转方式，并且因为无切平工艺，端部不是平面，如何实现扭转且扭转后的切面保持一致性是扭转的关键。需要用全新的扭头工艺来保证扭头后的切面一致性，以及扭转回弹量的控制需要极高的设备精度以及算法补偿。

3、焊接方式

Hair-pin和X-pin的焊接方式有所不同。

Hair-pin采用热熔焊，端部形成焊球，热影响区域较大，一般在8-10mm²左右，熔接面积为110%截面积作用，拉拔力一般800-1000N左右。

X-pin采用低温焊，端部不再形成焊球，需向下穿透，热影响区域要求小，熔接面积为80%截面积作用，拉拔力一般600-800N左右。

4、绝缘处理

Hair-pin采用浸渍漆+涂敷工艺即可保证绝缘性能及强度。

X-pin亦可采用浸渍漆+涂敷工艺，但X-pin的熔接面积及拉拔力相对于Hair-pin较低，所以绝缘处理方式建议采用强度更高的端部灌封工艺。这种工艺可以提高电机的绝缘性能和强度，同时也可以提高电机的可靠性。

结语

最后，X-pin电机相比Hair-pin电机具有更高的功率密度，生产工艺也相对简单，提高了电机的效率。

同时，因为生产工艺的减少，导致X-pin电机制造设备的难度增加，X-pin电机设备需要更高的精度控制和更严格的工艺要求。

随着“双碳”战略的实施，绿色消费成为居民消费新趋势，绿色低碳也成为汽车产业发展的重点方向，加快汽车产业向绿色转型的步伐。

在这个大背景下，新能源电机技术的不断发展和产线的不断优化，相信X-pin电机将成为未来新能源电机的新趋势。

转载：https://www.cnhonest.com/articles/xpinbx.html