X-pin扁线电机的性能以及工艺特点

合利士

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。

深圳市合利士智能装备有限公司是一家专业的电机智能装备国家高新技术企业。致力为国内外客户提供新能源电机系统、汽车热管理系统、无刷电机系统、有刷电机系统、电感线圈自动化、智慧工厂提供智能化装备解决方案。主要产品有驱动电机扁线定子装配生产线、驱动电机转子装配生产线、驱动电机总装配线、新能源汽车三合一装配线、汽车EPS电机、水泵/油泵电机、刹车电机、压缩机、风扇/鼓风机电机、有刷电机转子/定子/胶盖/齿轮箱等系列自动化装备设备。

合利士公司成立于2007年，现有员工500+。公司占地面积约40,000平方米，设有15000平米现代化装配车间，可同时装配40+条全自动生产线；600+自动线成功案例，服务客户超200+家。被电产、吉利、长城等客户授予“优秀供应奖、最佳交付奖、最佳技术突破奖”等荣誉。国内先后已成立成都、大连、宁波、东莞、4个分公司，国外成立韩国、新加坡2个分公司，逐步加速公司全球性战略布局。

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感谢分享，总结的很棒，S-winding是未来趋势吗，有什么劣势吗？

ocean123

新人学习了  感谢分享

Lutz

感谢分享.学习了。

pxwfxx

学习了，感谢分享。

YESICAN

感谢楼主分享，继续学习

tanjunjield

感谢给大家分享。