电车电机常用的线主要有圆线和扁线两大类,以下是具体介绍:
圆线
- 材质:通常采用高纯度的铜材料或高性能合金材料制成。
- 结构:由多股细铜线绞合而成。
- 应用场景:主要用于传统电机,在一些对电机性能要求不是极高、追求较低成本和成熟技术的电车中仍有应用,比如部分中低端电动自行车、电动三轮车等。
- 优缺点:工艺成熟,成本较低,但其绕成线圈后空隙较大,线圈的填充系数只有35%至45%,空间利用效率低,散热性能和承载电流密度相对较差。
扁线
- 材质:以铜质扁线为主,部分高端产品可能会对铜材的纯度和性能有更高要求,表面通常有绝缘涂层,如聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚醚酮(PEEK)等。
- 结构:
- Hair-pin绕组:又称发卡绕组,是目前最常见的扁线绕组形式。
- I-pin绕组:不存在成型端绕组应力回弹问题,槽内导体间隙较小,槽满率高,但双端焊接结构导致其端部较长。
- X-pin绕组:是I-pin绕组的升级方案,通过优化端部线型,缩短了端部长度。
- 连续波绕组:在嵌入定子铁心之前就已经成型,几乎消除了焊点,但需要沿径向嵌入槽内,定子铁心需采用开口槽设计,齿槽转矩较大,且绕组自动化成型装置较为复杂。
- 应用场景:广泛应用于新能源汽车的驱动电机,如比亚迪、上汽、特斯拉等品牌的众多车型,以及一些对性能要求较高的电动摩托车等。
- 优缺点:
- 优点:裸铜槽满率可提升20%至30%,有效降低绕组电阻进而降低铜损耗,能使电机体积减小、输出功率更高;扁线形状规则,在定子槽内紧密贴合,与定子铁心齿部和轭部更好接触,散热能力更强;具有更好的NVH表现,绕组刚度好,可抑制噪音。
- 缺点:交流损耗问题在高速运行时更明显,绕组成型要求高,加工难度大,设备投资高,且专利保护较严格,系列化设计调整难度大。
此外,按功能来分,电车电机线还可分为三粗五细,其中三根粗线是电机的主要电源线,五根细线中红色(+5V)和黑色(0V)是霍尔传感器的供电线,剩余的黄、绿、蓝三根是信号线。