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一、简化的busbar设计
最初,当电机还是以圆线为主时,Busbar的概念并不突出。但随着扁线电机的兴起,这种用于传输电流的重要部件逐渐显露出来。早期的busbar设计十分复杂,主要是由于扁线出线的自由度较低,绕组成型技术不够成熟,以及出于对风险的担忧。随着技术的进步,通过对扁线电机的绕组排列的深入理解,我们发现可以简化busbar的设计。例如,通过优化三相出线的接近程度,可以使busbar设计变得更加简单。这种改进不仅降低了制造成本,还提高了生产效率。特别是要注意材料的选择,如塑料尼龙的使用,以防定子振动导致焊点开裂。
降本小结:通过简化busbar设计和优化材料选择,可以显著降造成本。假设busbar材料是pps+紫铜,单纯降低材料的使用量,就可以节省相当可观的费用。
二、取消油环和导油板
在新能源汽车市场中,为了实现高效的冷却效果,油冷电机逐渐成为主流。传统的油冷电机设计通常包括油环和导油板等零部件,这些零部件增加了成本。最新的设计趋势是取消这些部件,如博格华纳向心油冷定子的设计,通过定子铁芯喷淋到绕组端部的方式实现冷却。这种设计需要对极进模和流体有深入的理解,以确保每个喷淋口的油速相当。
降本小结:取消不必要的零部件可以显著降造成本。但需要注意的是,这种设计对技术要求较高,需要确保每个环节的精准实施。
三、减少铜线的用量
在扁线电机中,铜线的用量占据了相当大的成本比例。如果能够降低端部高度,就可以减少铜的用量,从而降低成文。目前有一种有效的降高度方式是降低直线段高度。如果能够将直线段高度从当前的8mm降到6mm或5mm,那么H-pin电机可以减少近100g铜重,I-pin则更多。还可以通过改进焊接工艺来进一步减少铜的使用量。
降本小结:通过优化扁线电机的制造工艺和改进焊接工艺,可以有效降低铜线的用量和成本。
四、替代涂覆粉材料
大高压电机和油冷电机通常使用涂环氧粉末进行绝缘和保护,但这种材料价格较高且工艺复杂。如果能够找到替代品或通过其他方式(如波绕)实现相同的效果,将可以显著降低成本。目前正在探索的替代品需要经过严格的测试和验证,以确保其性能和成本效益。
降本小结:寻找涂覆粉材料的替代品或改进现有工艺是降低成本的关键。这需要持续的研究和开发工作。
五、复合纸代替纯纸
绝缘纸在电机中起到绝缘和保护的作用。目前新能源驱动电机主要使用Nomex纯纸作为绝缘纸,但复合纸在同等厚度下具有更好的绝缘性能,并且成本更低。虽然过去由于复合纸的一些问题(如胶水和聚酰亚胺膜的问题),其应用受到限制,但随着技术的进步,这些问题已经得到解决。使用复合纸代替纯纸是一个值得考虑的降本方案。
降本小结:通过替换材料和使用更先进的制造工艺,可以显著降低绝缘纸的成本。这将对整个电机的制造成本产生积极影响。
六、磁钢注塑材料降本思路
磁钢和铁芯的注塑材料是电机制造中的一项重要成本。目前常用的材料如PA66和电木粉各有优缺点。寻找更好的替代材料或改进现有材料的制造工艺是降低成本的关键。例如,可以考虑使用国产的替代材料来降低成本和提高性能。改进注塑工艺和设备也是降低成本的途径之一。
降本小结:通过优化注塑材料的选择和制造工艺来降低成本是一个持续的过程需要不断的研发和创新来寻找更有效的方法来降低注塑成本以提高竞争力 。
七、转子与定子的综合优化
为降低成本而设计的另一种方法是通过同时考虑转子和定子的综合优化策略 。由于这两者是电机的关键组成部分且经常受到多方面的技术限制它们之间往往存在着一些平衡关系 。例如在考虑提高定子铁芯的材料利用率的同时也需要考虑转子冲片的强度和精度 。因此我们可以通过对这两者的综合优化来达到降低成本的目的 。