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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(chē)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(chē)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(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)的預(yù)測(cè)，今年新能源汽車(chē)的銷(xiāo)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(chē)銷(xiāo)量可能達(dá)到850萬(wàn)輛。
扁線電機(jī)，作為新能源汽車(chē)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(chē)的輕量化和集成化發(fā)展趨勢(shì)。因此，隨著新能源汽車(chē)市場(chǎng)的繁榮發(fā)展，新能源汽車(chē)電動(dòng)化率和雙電機(jī)車(chē)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(chē)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(chē)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。
一、扁線電機(jī)在新能源汽車(chē)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(chē)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(chē)公司，如特斯拉、上汽新能源、極氪和比亞迪等，也開(kāi)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(kāi)發(fā)工程師陳果表示：“比亞迪生產(chǎn)的新車(chē)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(xiāo)車(chē)型均已搭載扁線電機(jī)。
新能源車(chē)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(chē)銷(xiāo)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(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)中的滲透率將超過(guò)90%。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)
信息來(lái)源：中汽車(chē)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(chē)的技術(shù)要求。
然而，目前在新能源汽車(chē)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(kāi)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(chē)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(chē)逐漸開(kāi)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(kāi)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(chē)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(chē)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(chē)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(jiàn)，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(chē)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(chē)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(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2025)》中提出，中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)計(jì)劃到2025年，純電動(dòng)乘用車(chē)新車(chē)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(chē)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(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)打樣、生產(chǎn)、銷(xiāo)售與服務(wù)于一體的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)各類(lèi)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(chē)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(chē)中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。隨著新能源汽車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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)。
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