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“十四五规划”等政策推动,扁线电机迎百亿市场
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“十四五规划”等政策推动,扁线电机迎百亿市场

2023-07-10 09:57:27 来源:半导体器件应用网 作者:Susan 点击:21837

【哔哥哔特导读】2025年扁线电机需求量将达342亿元。扁线电机在新能源汽车的渗透率如何?提高渗透率面临的技术挑战是什么?扁线电机如何更好适应800V电车平台?它的技术发展趋势是怎样的?一文详解!

前言:

根据中国汽车工业协会的预测,今年新能源汽车的销量预计将超过900万辆,而中国乘联会则预测新能源乘用车销量可能达到850万辆。

扁线电机,作为新能源汽车驱动电机的一种,凭借其小巧的体积和高效的功率,更符合新能源汽车的轻量化和集成化发展趋势。因此,随着新能源汽车市场的繁荣发展,新能源汽车电动化率和双电机车型占比的不断提升,扁线电机的行业需求正在爆发式增长。目前,扁线电机在新能源汽车的渗透率如何?提高渗透率面临的技术挑战是什么?扁线电机如何更好适应800V电车平台?它的技术发展趋势是怎样的?下面将从这篇文章进行讲解。

电机

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一、扁线电机在新能源汽车行业的应用与市场渗透率

谈及扁线电机的发展史,得从国外说起,雪佛兰和丰田是最早采用扁线电机的车厂。随着扁线电机在中国的发展和普及,许多新能源汽车公司,如特斯拉、上汽新能源、极氪和比亚迪等,也开始逐步应用扁线电机。

因为相比于圆线电机,扁线电机具有槽满率高、功率密度高、效率高等优点,还可以做到体积小、效率高、导热性强、温升低、噪音小的特性。据有关数据显示,扁线电机比圆线电机能效高10%。据比亚迪集成开发工程师陈果表示:“比亚迪生产的新车型采用扁线电机。”据了解,各主机厂已紧锣密鼓地布局扁线电机业务,特斯拉Model 3/Y、比亚迪DM-i、比亚迪秦PLUSEV、大众ID.4以及极氪001等畅销车型均已搭载扁线电机。

新能源车行业需求的持续繁荣,让扁线电机的市场渗透率得到持续加速。这将为驱动电机行业带来数量和价格的双重上涨,使其增长空间变得极其广阔。根据最新的预测,扁线电机目前订单增长势头良好,新能源车销量占比提升有望带动扁线电机渗透率由去年的27%提升至40%左右。中航证券预计2025年全球和中国的扁线电机需求量分别为2024万个、978万个,对应市场空间为708亿元、342亿元。

据未来智库预计,2025年扁线电机在新能源汽车驱动电机中的渗透率将超过90%。

电机

驱动电机

信息来源:中汽车中心数据、节能与新能源技术数据库、未来智库、调研数据、网络数据收集梳理

二、扁线电机的应用挑战:大电流输出、生产设备升级、成本高

毋庸置疑,驱动电机扁线电机因其高效率、高功率和高集成度的特点,更符合新能源汽车的技术要求。

然而,目前在新能源汽车中,扁线电机的渗透率仍只有40%。那么,是什么外部因素阻碍了扁线电机的更广泛应用呢?针对这个问题,大洋电机,作为扁线电机的重点企业,其代表技术部经理朱小康表示:“实现扁线电机的大功率输出、大电流输出,无疑是我们目前面临的最大挑战。”

扁线电机的生产制造工艺与普通的圆线电机截然不同,驱动电机扁线电机在线圈成型、扭头、焊接、浸渍等方面都是全新的开发。华南理工大学电力学院副院长、教授杨向宇表示:“驱动电机扁线电机的渗透率不高的一大原因在于制造工艺的挑战。扁线电机技术是近年来新兴起的,过去常规的选择是圆线电机。因此,现有的生产设备需要经过一次改造,将老旧设备转变为适应新技术的新设备。这是一个需要时间和精力投入的过程。”据了解,因为驱动电机扁线电机比圆线电机起步的晚,目前国内驱动电机扁线电机生产设备的产商相对较少,而且大多都是外资企业。

另外,驱动电机扁线电机的生产不仅在工艺上需要投入大量成本,其原材料价格也相对较高。驱动电机扁线电机的生产主要涉及到的磁性材料包括永磁体和软磁体,其中永磁体由于其复杂的制造工艺和昂贵的材料,导致其成本较高。东莞金坤新磁内部工作人员刘会武说道:“虽然价格主要与国家的政策有关,但通过采用一些新的生产工艺,例如用渗透替代烧结和双节的方法,依然可以有效地降低10%-15%的生产成本。这些磁性材料都是耐高温的,适用于电机的制造。”

大洋电机技术部经理朱小康也赞同:“驱动电机扁线电机的市场不仅是市场决定,另外它还受到成本和工艺的影响,成本方面,除了物料成本,企业改变技术路线实现扁线工艺的成本,它也会增加一个设备以及人力的成本。但是在短期的话,扁线电机还是一种趋势。”

三、800V高压平台对扁线电机提出的新要求

用户对于新能源汽车的续航里程和充电速度的需求也越来越高,为了解决这一问题,新能源汽车逐渐开始搭载可以提供更高的充电功率和更快充电速度的800V高压平台。然而,800V高压平台需要更高的电压和电流来实现更高的功率输出,这对电池系统、电机系统、控制系统等都会提出更高的要求。

驱动电机扁线电机是一种新型电机,它采用了扁平的绕组,可以提高电机的效率和功率密度,在800V高压平台上,扁线电机需要具备更高的耐压能力和更好的散热性能,以保证电机的安全性和可靠性,同时,扁线电机需要更高的转速和更小的体积,以适应800V高压平台的应用场景。

针对800V平台对于驱动电机扁线电机提出的新要求,比亚迪集成开发工程师陈果回复到:“800V高压平台对我们的硬件提出了更高的要求,尤其是在电磁干扰方面。甚至电池也面临着挑战,因为现在许多电池都存在着起火和烧车的问题。目前,虽然我们使用的是600V的电压,但已经面临了很多困难。电池只有一个中间的正负级,仅有一个隔膜。更新和升级这个隔膜以满足800V的要求是一项困难的任务,而且存在着起火和短路的风险。因此,这不仅仅是电机产业的升级,而是整个电机、电池和电控系统的升级过程,我们必须满足800V的平台才能跟上发展。”

同时,朱小康也表示:“提高电压平台对绝缘耐压能力提出了更高的要求。然而,电压的提高也带来了一个好处,即降低了电流。尽管降低电流有其益处,但也带来了一个问题,即对电机的可靠性和防护性提出了更高的要求。”

四、扁线电机的技术发展趋势

驱动电机扁线电机作为一种新兴的电机技术,正在电动汽车和工业应用领域迅速崭露头角。它采用扁平的绕组结构,带来了一系列的优势,因此备受关注。目前,扁线电机技术正朝着高功率效率、高功率密度、高可靠性、安全性、低成本和轻便化的方向发展。相比传统的圆线电机,扁线电机采用扁平的绕组,具有更高的效率和功率密度。未来,扁线电机将持续提升其效率和功率密度,以满足新能源汽车市场对高效和轻量化产品的需求。

此外,提高可靠性和安全性也是至关重要的。扁线电机需要具备更高的绝缘耐压能力和更好的散热性能,以确保电机的安全性和可靠性。可以预见,扁线电机将进一步提升这些方面的性能,以满足新能源汽车市场对安全可靠产品的需求。

随着技术的不断进步和规模效应的逐步形成扁线电机的成本也将逐步降低,从而更好地满足市场需求。通过技术创新和生产优化,扁线电机的成本将得到降低,并提供更具竞争力的解决方案。

大洋电机技术部经理朱小康谈到:“在我们当前的规划中,我们面临着两个主要问题。首先,我们需要解决高电流输出的挑战,这与我们的工艺密切相关。其次,我们需要关注整体成本控制的问题。目前,我们已经在使用一种电机,这种电机在成本方面得到了较好的控制,并且具有创新性。然而,供应和成本仍然是我们面临的两个关键问题。在未来的发展中,我们将着重解决这两个方面的挑战。”

电机

五、国家政策加持扁线电机市场发展

国家政策也在推动扁线电机的发展。例如,“十三五规划”提出,新能源汽车驱动电机的峰值功率密度要达到4Kw/kg。此外,《新能源汽车产业发展规划(2021-2025)》中提出,中国新能源汽车产业计划到2025年,纯电动乘用车新车平均电耗降至12千瓦时每百公里。还有《“十四五”规划纲要》中提出,“十四五”期间,新能源汽车产业要着重突破高效驱动电机的关键技术。政策对于新能源驱动电机的要求,扁线电机技术都比圆线电机更加符合。发展扁线电机技术必将成为一种未来趋势。

东莞市金坤新磁材股份有限公司内部工作人员刘会武就表示:“从扁线电机使用的钕铁硼磁材这一材料去做的电机来看,它是符合节能这个趋势的”。这是一家集开发设计、现场打样、生产、销售与服务于一体的专业生产各类高强度、精密型、异型等强磁铁的厂家。据了解,金坤磁材目前主要经营产品有钕铁硼强磁、钕铁硼、圆形磁铁、跑道形磁铁等,刘会武先生认为:"不管是新能源电机、汽车电机还是其他电机,国家层面还是在推行,所以扁线电机这个市场是广阔的。”

结语

扁线电机作为一种新兴的电机技术,正在逐渐崭露头角,并在新能源汽车中展现出广阔的应用前景。随着新能源汽车市场的繁荣和电动化率的提升,扁线电机的市场渗透率也在不断增加。然而,要实现扁线电机的广泛应用,仍然面临着一些技术挑战和市场需求的考验。

扁线电机技术需要解决高功率输出、生产工艺和成本控制等挑战。提高功率密度、优化制造工艺以及降低成本是推动扁线电机技术发展的关键。另一方面,800V高压平台的兴起为扁线电机提出了新的要求。为了满足更高的电压和功率输出,扁线电机需要具备更高的耐压能力、散热性能和体积优化。因此,电动汽车制造商和供应商必须持续创新和改进以适应800V高压平台的应用场景。

尽管面临一些挑战,扁线电机作为一种新兴的电机技术,正逐渐成为新能源汽车市场的新增长点。随着技术的不断发展和市场需求的增加,扁线电机有望在未来实现更广泛的应用。我们期待看到扁线电机在新能源汽车领域的进一步创新和突破,为行业的可持续发展做出更大的贡献。

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