浅谈扁线电机的四大应用阻碍

扁线拥有许多传统绕组不可比拟的优点，但同时扁线电机也有部分劣势，但总体而言瑕不掩瑜。随着技术的发展和渗透率的逐渐提升，扁线电机应用的障碍正在被逐个化解。

应用障碍一“趋肤效应”、“邻近效应”明显，交流阻抗增大，高转速时转换效率降低。趋肤效应指当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，且电流集中在导体的“皮肤”部分的一种现象。邻近效应指相互靠近的导体，通有交变电流时，每一根导体都处于自身电流产生的磁场中，同时还处于其他导体中电流产生的磁场中，这使得每个导体中电流分布都会受到邻近导体影响而不均匀现象。“趋肤效应”、“邻近效应”都会增加交流阻抗，交流阻抗增大，高转速时转换效率降低。

上图左：趋肤效应上图右：邻近效应

“趋肤效应”并不影响扁线电机渗透率的快速提升，但工程师也已经有改善方案：

提高扁线的宽高比，间接增加扁线的比表面积；

减小导线尺寸，间接增加扁线的比表面积，但这同时也会降低槽满率，需要综合评估；

采用多档变速箱，降低电机转速，代表车型为保时捷Taycan；

3D打印铜线，导体尺寸和横截面可以任意变化，给了绕组设计极大的自由空间，该方案导致导体内的电分离结构，所述电分离结构用于限制涡流路径，因此电流密度被“强制”到剩余的导体横截面上，此外借助于3D打印可以实现任意连接的几何形状，不需要传统的绕组接头焊接工艺，该方案短期内无法实现量产。

上图左：3D打印铜线示意图上图右：3D打印铜线样件

应用障碍二

非标准化；不同车企的设计方案不一样，而定子是电机设计的核心，定子尺寸定型后，导线的线型、尺寸任意一点发生改变，都需要定制昂贵的工装模具，兼容性低，系列化难度高。

同一车企或电机企业的设计系列化趋势初现，以上汽E2架构为例，在设计之初就考虑了共线生产，三款不同功率的电机（150kw，180kw，250kw）适用于该架构上的所有车型，最大程度上实现模块化。第三方电机的壮大也会改善系列化难度，扁线电机的技术门槛和初始投资门槛远高于传统圆线电机，技术基础较弱的车企只能广泛依赖于第三方电机厂商，第三方电机厂商的电机型号有限，也会成为市场上的主流产品。