新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，不僅推動(dòng)了技術(shù)創(chuàng)新，也促使各車企和供應(yīng)商不斷探索降本增效的新路徑。近期，一系列針對(duì)新能源汽車電機(jī)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施被提出，這些措施旨在簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程、降低材料成本，同時(shí)保持或提升電機(jī)的性能。
首先，busbar作為新能源汽車電機(jī)中的重要部件，其設(shè)計(jì)經(jīng)歷了從復(fù)雜到簡(jiǎn)化的轉(zhuǎn)變。早期，由于扁線出線的自由度較低及繞組成型技術(shù)不成熟，busbar設(shè)計(jì)往往非常復(fù)雜，不僅增加了制造成本，還影響了良品率。然而，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，通過優(yōu)化繞組排列，使得三相出線更加接近，busbar的設(shè)計(jì)得以簡(jiǎn)化，不僅降低了成本，還提高了生產(chǎn)效率。這種設(shè)計(jì)變化，在材料成本上也有所體現(xiàn)，例如，假設(shè)busbar材料是pps+紫銅，通過優(yōu)化，pps可以降低50g，紫銅降低100g，材料成本下降顯著。
其次，在油冷電機(jī)的設(shè)計(jì)中，一些企業(yè)開始探索取消油環(huán)和導(dǎo)油板的可能性。特斯拉作為油冷電機(jī)的先驅(qū)，其設(shè)計(jì)初并未采用導(dǎo)油環(huán)，而是通過轉(zhuǎn)子甩油噴淋端部，但穩(wěn)定性不高。目前國(guó)內(nèi)大部分油冷電機(jī)設(shè)計(jì)仍包含這些零部件，增加了成本。然而，一些國(guó)內(nèi)公司如博格華納，已經(jīng)開始嘗試取消這些部件，通過定子鐵芯噴淋到繞組端部的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了高效的冷卻效果。這種設(shè)計(jì)需要對(duì)極進(jìn)模和流體研究有深入理解，以確保每個(gè)噴淋口出去的油速相當(dāng)。
在扁線電機(jī)中，銅線的用量占據(jù)了相當(dāng)大的成本比例。因此，減少銅線用量成為了一個(gè)重要的降本方向。通過降低直線段高度和優(yōu)化焊接工藝，可以有效減少端部高度，從而降低銅重和成本。例如，將直線段高度從8mm降至6mm甚至5mm，H-pin電機(jī)可以減少近100g銅重，I-pin電機(jī)則能降低200g。同時(shí)，采用功率更大的tig焊替代激光焊接，也可以進(jìn)一步減少銅的損耗。
在材料替代方面，涂覆粉材料的替代也成為了降本的一個(gè)關(guān)鍵方向。目前大高壓電機(jī)和油冷電機(jī)普遍使用涂環(huán)氧粉末，如索馬龍，但價(jià)格較高。如果能找到一種能代替索馬龍涂覆粉的材料，或者干脆不涂覆（如采用波繞），將能顯著降低成本。同時(shí)，絕緣紙的替代也是一個(gè)值得關(guān)注的領(lǐng)域。復(fù)合紙?jiān)谕群穸认陆^緣性能更好，且成本更低，但由于耐油實(shí)驗(yàn)等問題，過去并未被廣泛采用。然而，隨著復(fù)合紙膠水和聚酰亞胺膜的升級(jí)，這些問題已經(jīng)得到解決，復(fù)合紙?zhí)娲兗埑蔀榭赡堋?/p>
最后，磁鋼的降本也是不容忽視的一環(huán)。隨著稀土價(jià)格的波動(dòng)，磁鋼成本在電機(jī)中的占比也隨之變化。為了降低成本，可以考慮在磁鋼的矯頑力上做文章，例如對(duì)磁鋼四角使用重稀土提高矯頑力，而其他磁密較低的位置使用輕稀土。通過軟件優(yōu)化也可以實(shí)現(xiàn)磁鋼的降本。例如，通過轉(zhuǎn)子溫度測(cè)試和特定算法監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子溫度，避免過熱導(dǎo)致的退磁；或者通過控制器增加的軟啟動(dòng)控制策略，減小電機(jī)進(jìn)入ASC模式后的電流峰值，降低磁鋼退磁風(fēng)險(xiǎn)。
