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电气设备行业新能源汽车扁线:尽享汽车电动化、电机扁线化双重红利-20211016(47页).pdf

上传人: 半声 编号:53938 2021-10-18 47页 3.33MB

1、连续挤压技术的优点:1)采用连续挤压生产铜扁线, 铜坯料在挤压模口前的温度可达600以上, 压力高达 1000MPa 以上, 而且为三向压应力。在这种高温、高压条件下,铜坯料的原始内部缺陷,如气孔等可以在连续挤压过程中消除。2)由于连续挤压铜扁线仅需一道工序即可将铜盘条直接挤压成铜扁线成品,使得铜扁线表面不会产生毛刺等表面缺陷,铜扁线具有良好的表面质量。3)由于采用单一的坯料,仅需要简单更换模具就可以生产各种规格的铜扁线产品,且不需要退火,因此生产周期非常短,可实现“当天交货”,而不需要库存和准备各种规格的坯料,大大缩短了生产周期,减少资金的占用,提高了材料利用率和成品率,特别适合于多品种、小

2、批量的铜扁线的生产。4)模具材料和结构可保证产品具有较高的尺寸精度,不仅可以达到国家标准的要求,而且保证了同批产品具有相同的尺寸。5)整条生产线采用的先进计算机控制系统,生产过程可自动监测和运行,实现了自动化生产,降低了操作工人的劳动强度。拉丝成形工艺原理:拉丝工艺是一种金属压力加工过程,在外力作用下使金属强行通过模具,金属发生塑性变形,横截面积被压缩、长度增加,并获得所要求的横截面形状和尺寸的加工方法。拉丝工艺流程:1)穿线:将导线从卷线盘放出,依次穿过放线架、各级拉丝模具、退火设备、收线铁轴。穿拉丝模具时用配套设备将导线打磨,使线径变小易于穿过拉丝机各级模孔。2)拉丝:指将线胚通过多级模孔

3、,在一定压力作用下,发生塑性变形,使截面变小而长度增加的过程,由拉丝机塔轮轴带动逐级拉拔。拉丝过程中拉丝液起润滑、冷却和清洗作用。3)拉丝后须进行连续退火,使在冷拉过程中因晶格变化而变硬的导线经一定温度加热,消除内部应力及缺陷,提高延伸率,使之恢复到拉丝前的物理及机械性能,有利于后续工序的进行。4)收线、检验:将各线径规格的导线定尺复绕于收线铁盘上,作为漆包规格线或拉丝过程线,每轴规格线全检外观、尺寸,过程线另检伸长率。精轧机的工作原理:电机提供动能,液压传动系统改变力矩和动力,通过轧辊和行程运动来对工件进行重复的压轧,最终达到所需要的尺寸和形状。轧机广泛应用于钢铁、有色等行业。精轧机的优势:

4、先进的精轧工艺具有提升传统拉丝和挤压两种工艺的优点,克服两种传统工艺的不足。精轧机生产的裸线完全可以做到:1)裸线通过轧辊轧制而成,外观质量可以达到镜面;2)导体金相组织结构均匀,导电率优于国标,机械性能良好;3)裸线尺寸根据设定偏差自动调节,尺寸精确控制在0.01mm 以内,具有记忆和锁定功能,批次间不存在产品尺寸影响电阻平衡,不依赖模具,适用范围广;4)生产过程运行平稳、噪音低、振动小、生产效率高、设备能耗低、自动化程度高;使用该设备生产的产品质量完全能满足高档电磁线质量要求。“连续挤压法”和“拉丝法”依靠模具成型,模具的尺寸均一性对扁线绕组电阻有着极大影响,从而影响扁线性能,模具存在磨损

5、必须定期更换。“连续挤压法”和“拉丝法”有一个共同的特点:型都是通过模具来保障的。连续挤压法区别拉丝法的地方为模具的工作温度在 450550之间,无法用聚晶模(人工钻石模)来进行生产。由于不能用聚晶材质作为挤压模具,每一个挤压模具的生产重量都不会超过58 吨(拉丝法聚晶模寿命一般在80-100 吨)。扁线定制化程度高,对模具迭代速度要求高。扁线因有长宽两个尺寸维度,具备高度定制化特性,而圆线仅有半径一个参数,标准化程度更高。拉丝模具是拉丝机的核心零部件且必须定期更换,保证不同批次模具的一致性是保证产品质量的关键,自产模具有利于提高产品质量。精达股份模具子公司聚芯智造成立于08 年,已申请新三板挂牌,是公司的核心资产,主要为内部配套模具,保证公司产品质量稳定,也有部分模具产品出口。目前公司持股 84.51%,员工持股平台持股 15.49%,已实现核心管理层绑定。金杯电工也有模具加工中心,实现模具自制。

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本文主要内容概括如下: 1. 扁线电机具有高能量效率、高功率密度、高集成度和低成本优势,有望快速替代传统圆线电机。扁线电机相比传统圆线槽满率提升30%,可在更小的铜线绕组和定子体积质量下实现相同电机功率,降低整车电耗同时提升续航,降低电池用量进而降低成本,同时更小电机体积有利于实现电驱系统多合一集成。 2. 2020年扁线电机的渗透率约为10%,叠加新能源汽车渗透率约5.4%,扁线电机的综合渗透率不到1%。2021年特斯拉换装国产扁线电机,电机性能进一步提升,引领电机扁线化风潮。未来新能源汽车取代传统燃油车,扁线电机取代传统圆线电机,扁线有百倍的市场空间。 3. 扁线电机制备工艺分为三步:铜杆制备、扁导体制备、绝缘漆涂覆。大部分企业外采铜杆,仅金杯电工自制铜杆具有成本优势;制备铜扁线有三种技术路线:连续挤压、拉丝成形、精轧成形。连续挤压工艺效率低,主要以拉丝和精轧工艺为主,技术路线各有优劣。绝缘失效是电机故障的主要失效模式之一,扁线的绝缘漆涂覆是关键工序。 4. 800V的扁线加工费更高,目前有厚漆膜和薄漆膜+PEEK膜包两种技术路线。800V的电晕腐蚀出现概率增加,会对电机绝缘造成重大危害。厚漆膜工艺通过增加漆膜厚度、提升局部放电起始电压PDIV或耐电晕性能解决电晕腐蚀问题,但这通常会对其他性能造成影响。薄漆膜+PEEK膜包工艺的综合性能碾压漆包产品,但存在专利和成本的瓶颈,塑料之王PEEK崛起之路道阻且长。 5. 扁线电机有三条技术路线:Hair-pin、I-pin、S-winding。三种技术路线都有各自优势,目前Hair-pin为主流,I-pin以联合电子、博世为代表,S-winding以博格华纳为代表。S-winding对扁线的要求更高,加工费也更高。博格华纳凭借S-winding型绕组导线成型技术荣膺2018年《汽车新闻》杂志颁发的PACE大奖。长安汽车最新发布的蓝鲸iDD混合动力系统使用的就是S-winding电机。
扁线电机市场空间有多大? 扁线电机有哪些技术路线? 扁线电机绝缘涂覆技术有何难点?
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