风口上的扁线电机,是油车追你尾灯的秘密

造车,似乎越来越像一个东缠西绕的大线团,牵动这一根线的同时,不知不觉又拉动了看似不相关的另一根线。

在很长一段时间内,那块成本占比高达40%的动力电池一直扰动着造车江湖。

风口上的扁线电机,是油车追你尾灯的秘密-有驾

尽管锂钴镍的供给、地缘博弈、技术路线以及商业环境充满了不确定性,但在资本和市场的双重加持下,刀片电池、4680电池、麒麟电池等新电池构型的出现,意味着动力电池已基本不再是新能源汽车普及的阻碍。

当续航和里程这两个焦虑解决的相对不错的时候,对汽车操控和性能的诉求就自然而然出现了。

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电驱动系统终于开始均值回归,相应的,扁线电机迎来了自己的技术风口。

风口已至

2020年3月,保时捷Taycan(图片|参数)在国内上市。

电控四轮驱动、高达560kW的超增压功率,2.8秒的零百加速,让保时捷Taycan一战成名。

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为Taycan提供超强动能的“Hair-Pin发夹式电机”浮出水面,Hair-Pin发夹式电机就是名副其实的扁线电机。

其实,扁线电机并不是什么新技术。比如丰田普锐斯、雪佛兰沃兰达,保底都有15年以上产品史,二者均先后采用了扁线电机技术。

扁线和圆线的核心区别在于电机定子绕组中使用的导线形状不同。顾名思义,圆线电机使用圆形导线,扁线电机使用扁平矩形导线。

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圆线之所以先于扁线获得更广泛的商业化应用,是因为圆线电机更容易生产,扁线对生产的精准性,一致性要求更高。

不过,扁线电机的优点简直不要太明显。

使用扁线可以大大提高槽填充率,因为圆导线之间有明显间隙,而扁线则更紧凑。槽填充率越高,线圈中的导线越多,产生的磁场越强,电机功率越大。

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同时,它大大增加了导线之间的接触面积,所以散热能力会更强。由于卷绕体积较小,耗材较少。

小型化、集成化和高功率密度的特点是新能源汽车电驱动系统的发展方向。今天我们看到的三合一,甚至八合一电驱单元,都离不开扁线电机的加持。

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眼下,新能源市场正在从哑铃型向纺锤形转化。

像特斯拉Mole 3、比亚迪、海豹,小鹏P7/P5、ZEEKR 001、长安深蓝SL30、哪吒S等一大波20-30万元区间的电车已然进入主流消费区。

这个细分市场对续航、性能、智能等多项产品诉求,进一步催生了扁线电机的商业需求。

风继续吹

尽管新能源汽车市场对扁线电机的需求量在放大,但新技术的成长需要周期。

我国电磁线生产企业众多,主要以圆线生产为主。目前大量生产圆线的企业并没有立即改产的计划。毕竟,扁线的制造壁垒是真实存在的,一旦改产就意味着一场有风险的高投入开始了。

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更何况,目前市场的增量,被本身已经具备扁线生产能力的厂商通过增产、增效给稀释了。

要完全降低成本,提升、普及扁线电机的装车率,就必须有新的变量出现。这个变量就是阴晴不定的动力电池上游原材料供应商。

主机厂青睐扁线电机的很重要一个原因,是因为扁线电机可以大幅度提升转换效率,这就意味着在电芯更少的情况下,扁线电机仍然可以达到既定续航。

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在 WLTC 工况下,扁线电机比圆线电机的转换效率高 1.12%。特别在市区工况(低速大扭矩)下,两者效率值相差 10%以上。

以续航 500km 的 A 级轿车,搭载 60kwh 电池包和 150kW 电机为例,WLTC 工况下,搭载扁线电机的电池成本节约 672 元,市区工况下,电池成本节约 6000 元。

产业链的不确定性倒逼着主机厂重新调整自己的技术路线,技术路线的改变又会影响车型的市场定位,而车型市场定位的改变,又进一步加速了新技术的落地,扁线电机就是这样一个例子。

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现在来看,扁线电机平替圆线电机的进程是不可逆的。

数据显示,2021年销量TOP15新能源车型的扁线电机渗透率仅为27%,而到了2022年则迅速提升到40%左右明年,这一数据将赶超50%,2025年直逼80%-90%。

新能源汽车想要向上发展,就要像升级打怪一样,突破一道一道的技术难关。

从特斯拉用的18650笔记本电池到比亚迪CTB技术的诞生,从圆线电机到扁线电机,从碳化硅芯片到全固态电池,技术一直在迭代,人类追求蔚蓝色奇迹的初心从未改变。

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