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　　800V平臺?SiC功率器件?還是輪轂電機?

　　作為當下最熱門的技術趨勢之一，扁線電機可謂首當其沖。自從特斯拉也開始采用這一技術后，圍繞扁線電機的相關話題也愈演愈烈。我們此前也曾發布過多篇有關扁線電機的技術文章：

　　在大眾看來，圓線電機與扁線電機的區別僅僅是外觀上的變化以及幾個關鍵數字的變動，但是對于制造企業正是這一種改變使得整個工藝流程以及生產設備都需要進行調整。

　　在實際上生產中，扁線電機會比當前的圓線生產要求更高的穩定性和合格率。今天我們就來看看，扁線電機定子生產過程中，當下主流的6大核心工序!

　　首先來看看定子產線的整體工藝流程：

　　基本的生產工藝流程為插槽紙→制造發卡→穿發卡→端環定型→端環焊接→接星點→焊接處絕緣處理，其中線成型和紙成型以及插紙，這兩個工序同步進行。

　　1、插紙工序

　　扁線電機的定子槽和導體之間設有絕緣紙，以保障異相導體之間以及導體和定子鐵芯之間的絕緣。

　　一般來說，扁線電機插紙工序主要包括紙成型、裁紙以及插紙，常見的槽紙成型工藝有冷成型、熱成型。

　　關于紙的形狀主要有O型、C型、B型、S型，常見的為O型，B型和S型能顯著提高絕緣性能，但是制造工藝較為復雜，且純銅槽滿率較低，穩定性差。

　　對于某些電機來說，由于工藝原因，其定子槽內相鄰兩異相的導體之間必須采用兩張絕緣紙進行隔離，使得絕緣紙占用空間大，降低了電機的功率密度。

　　此外，由于兩張絕緣紙之間彼此無關聯，所以當前不便于使用設備自動插入定子槽內，這也成了扁線電機自動化制造生產過程中的主要痛點。

　　2、PIN線圈成型

　　定子鐵心部分扁線制造主要有I-PIN，Hairpin，Wave Winding等幾種工藝類別。

　　PIN線圈需要經過較直、去漆皮、裁剪、成型等系列工藝，一般采用激光去漆皮以及傳統去漆皮。其中，傳統方法雖然成本低，但也存在著去漆不干凈、損傷銅線等問題。

　　成型工藝主要有沖壓成型以及彈簧機技術成型等，后者的成本較高，但對銅線的損傷更小。

　　3、線圈插入

　　將卡線圈插到仿形工裝內，再將所有發卡線圈整體抓緊插入到鐵芯中，并壓入到相應的設計尺寸。

　　這部分工藝中，跨層自動插入已經從以前的2層、4層，到如今升級為最新的6層、8層工藝。國內也已有部分企業能完成該項產品制造。

　　4、擴口、扭頭、焊接

　　擴口工藝

　　將裝有定子的夾具定位機構移至待分層擴口工位，擴口機構套住除最內兩層以外的所有層扁線上端，并拉動扁線向外移動，相繼完成所有層扁線的擴口。

　　扭頭工藝

　　將扭頭機構和定子移至工作位，擴口機構伸出抵住最內側兩層扁線的端部，使最內兩層扁線端部對準扭頭機構，然后擴口機構從扁線上端移走并收縮退回，再使最內兩層扁線端部插入扭頭機構，扭頭機構的內模和外模朝相反的方向旋轉，完成最內兩層扁線的扭頭工序，再次完成所有扁線的扭頭。

　　焊接工藝

　　現有的焊接方式主要有激光焊或氬弧焊，這兩種方法均是通過瞬間高溫將銅熔化而形成焊點，從而實現繞組的電氣連接。同時也有其他企業采用CMT冷焊或其他焊接方法。

　　現有的激光焊或氬弧焊技術主要存在兩個缺點：

　　一是激光焊和氬弧焊需瞬間產生高溫將銅熔化，易損傷焊接點周圍的漆包線漆膜，降低絕緣可靠性;

　　二是構成扁線電機定子繞組的發卡線圈或單邊線圈數量較多，需要大量焊點，激光焊或氬弧焊一般對焊點逐個進行焊接，嚴重影響扁線定子的生產效率。

　　5、涂敷、浸漆

　　這一工序的詳細流程如下：

　　涂敷材料目前主要有粉末和液態兩種;浸漆工藝主要包括傳統的浸漆、真空浸漆、真空壓力浸漆、滴浸等，以及EUV浸漆工藝。

　　6、定子灌封

　　長期以來，電機熱管理都是眾多車企主要面臨的挑戰，日益增長的續航里程和功率密度，對電機提出了更高的散熱需求，當下電機一直依賴冷卻系統來實現熱管理。

　　目前電機制造主要采用浸漬工藝，但存在散熱性能較差、易破損、不耐有機機油等問題。在這種情況下真空灌封工藝應運而生。

　　對于真空灌封來說，所需要的灌封樹脂需要具備以下特點：

　　固化前應具有較好的流動性。可滲透到繞組表面凹凸不平的縫隙中，灌封后工件外表面應光滑平整，使電機的旋轉部分在轉動時具有基本相同的轉動慣量，減小電機在轉速、轉向突然變化時由于機械應力突熱變化引起的振動，減小冷卻介質對電機旋轉部分產生的阻力。

　　對電機繞組應具有較強的粘接力，并具有較強的耐冷熱沖擊韌性和足夠高的機械強度。

　　應具有較高的導熱系數，以減小灌封膠內、外表面的溫差，一方面可將電機繞組運行時產生的熱量快速傳導到工件的外表面。另一方面可減小由于溫差引起的內應力。

　　具有良好的電絕緣性能和耐油性，灌封后電機定子形成一個整體，散熱和定子模態剛度與阻尼性能有所提升，溫升和振動噪聲降低，防潮性、抗震性、耐電暈性能有所提升。