Hair-pin的案例
電機繞組I-pin、Hair-pin、X-pin、S-winding的區別
以上是對I-pin、Hair-pin、X-pin、S-winding四種扁線繞組的學習總結，其端部尺寸、銅損、生產工藝難度對比如下：
聲明：圖片來自于網絡，內容僅限學習。
Hair-pin 扁線電機技術解析
電機剖面與效率損耗分布圖
什么是Hair-pin技術？
永磁同步電機，主要由定子組件、轉子組件以及其他輔助件組成。
定子組件是決定電機性能的關鍵，由定子鐵芯、繞組、引出線、以及絕緣材料組成。
就連我們漢字的“田”字，也來源于此
WLTC是即將執行的新能源油耗測試標準。與NEDC相比，WLTC在測試時間、模擬路況變化情況、怠速時間等方面都更加嚴苛，可取得較NEDC更接近實際駕駛的油耗表現。
當然，Hair-pin技術帶來的不只是高效率。
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【免責聲明】版權歸原作者所有，僅用于技術分享與交流，非商業用途！對文中觀點判斷均保持中立，若您認為文中來源標注與事實不符，若有涉及版權等請告知，將及時修訂刪除，謝謝大家的關注
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電機剖面與效率損耗分布圖
什么是Hair-pin技術？
永磁同步電機，主要由定子組件、轉子組件以及其他輔助件組成。
定子組件是決定電機性能的關鍵，由定子鐵芯、繞組、引出線、以及絕緣材料組成。
就連我們漢字的“田”字，也來源于此
WLTC是即將執行的新能源油耗測試標準。與NEDC相比，WLTC在測試時間、模擬路況變化情況、怠速時間等方面都更加嚴苛，可取得較NEDC更接近實際駕駛的油耗表現。
當然，Hair-pin技術帶來的不只是高效率。
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電機剖面與效率損耗分布圖
什么是Hair-pin技術？
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定子組件是決定電機性能的關鍵，由定子鐵芯、繞組、引出線、以及絕緣材料組成。
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當然，Hair-pin技術帶來的不只是高效率。
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Hair-pin 扁線電機技術解析
電機剖面與效率損耗分布圖
什么是Hair-pin技術？
永磁同步電機，主要由定子組件、轉子組件以及其他輔助件組成。
定子組件是決定電機性能的關鍵，由定子鐵芯、繞組、引出線、以及絕緣材料組成。
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WLTC是即將執行的新能源油耗測試標準。與NEDC相比，WLTC在測試時間、模擬路況變化情況、怠速時間等方面都更加嚴苛，可取得較NEDC更接近實際駕駛的油耗表現。
當然，Hair-pin技術帶來的不只是高效率。
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展開 新能源汽車動力密碼：定子繞組技術演變與驅動系統的未來圖景
定子繞組從傳統徑向到軸向的跨越式發展，Hair-pin、I-pin 等技術路線百家爭鳴。與此同時，高轉速、低成本等難題橫亙在前，電機材料與工藝該如何破局？一起探尋驅動電機技術的演進與突圍之路。
新能源汽車驅動電機
定子繞組技術的發展與創新
隨著新能源汽車行業的快速發展，驅動電機定子繞組技術經歷了從傳統徑向嵌裝到現代軸向嵌裝的變革。目前，軸向嵌裝繞組技術已成為主流，其中Hair-pin、I-pin、S-winding和X-pin四種技術路線各具優勢，推動了新能源汽車電機性能的不斷提升。
01繞組技術發展歷程
第一代：徑向嵌裝繞組技術
徑向嵌裝繞組是將銅導體繞制成型后，沿定子鐵芯齒部的極靴口裝配進鐵芯槽內。早期以分布式圓線徑向嵌裝為主，1942年發展出集中式圓線徑向嵌裝，1995年進一步發展為集中式扁線繞組和分布式波繞扁線繞組。這種技術受限于鐵芯槽口極靴形狀，影響電機的峰值/持續特性及NVH性能，且生產工藝難以實現高節拍自動化生產。
第二代：軸向嵌裝繞組技術
從1958年開始，軸向嵌裝繞組技術進入市場應用。該技術將扁銅線導體沿定子鐵芯端面槽口裝配進鐵芯槽內，具有更高的自動化生產潛力和更好的性能表現。目前，軸向嵌裝繞組技術主要有Hair-pin、I-pin、S-winding和X-pin四種技術路線。
02主流軸向嵌裝繞組技術對比
Hair-pin繞組：Hair-pin繞組是目前的主流技術，槽滿率可達70%，具有電磁設計靈活、產品設計與制造均衡度好的優勢。其繞組嵌裝所需的裝配預留空間和導體間隙小，適合大規模自動化生產。
I-pin繞組：目前以聯合電子、博世為代表。I-pin繞組無需預成型且為單槽裝配，槽滿率可達74%，功率、扭矩與效率性能優異。其制造難度低，但焊接工藝繁瑣，端部高度較大，裝配復雜度較高。
展開 三平行軸式結構 詳解上汽第二代 10 速 EDU 電驅系統
比如電機采用了 Hair-pin 繞組的形式，效率以及功率密度都相比普通圓導線繞組電機要更高。官方給出的數據是電機功率/扭矩密度提升約 20%，電機峰值效率高達 96%。
電機采用 Hair-pin 繞組
此外第二代 EDU 系統電機采用了油冷的冷卻方式，相比普通的水冷式冷卻效果更好，不易腐蝕，同時在低溫地區也不易結冰。
電機采用油冷的方式
最后再來說說電池，名爵 eHS 采用的是來自寧德時代的三元鋰電池，電池容量為 16.5kWh，純電續航為 75km。電池滿足美國權威 UL2580 安全標準，并且通過上汽 360° 柱碰防護設計。同時由于名爵 eHS 將出口賣往歐洲市場，它同時滿足歐盟認證的 ECE R100 電動車特殊安全要求，并且符合聯合國 UN38.3 運輸安全規范。
在售后質保方面，名爵 eHS 提供三電系統 8 年/15 萬公里質保政策，同時承諾在質保期內電池衰減小于 30%。這個質保政策也是上汽一向來對于自己技術的自信體現。
編輯總結 /
從結構上來看也相比第一代有很大的不同，一切的改進都是為了更加平順、更高效。從實際的體驗來看，效果也很明顯，名爵 eHS 開起來相比此前搭載第一代電驅系統的車型更加的平順，同時發動機的介入更接近于無感。接下來這套電驅系統也將會繼續搭載在上汽旗下的更多品牌車型上，大家可以期待一下。
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比如電機采用了 Hair-pin 繞組的形式，效率以及功率密度都相比普通圓導線繞組電機要更高。官方給出的數據是電機功率/扭矩密度提升約 20%，電機峰值效率高達 96%。
電機采用 Hair-pin 繞組
此外第二代 EDU 系統電機采用了油冷的冷卻方式，相比普通的水冷式冷卻效果更好，不易腐蝕，同時在低溫地區也不易結冰。
電機采用油冷的方式
最后再來說說電池，名爵 eHS 采用的是來自寧德時代的三元鋰電池，電池容量為 16.5kWh，純電續航為 75km。電池滿足美國權威 UL2580 安全標準，并且通過上汽 360° 柱碰防護設計。同時由于名爵 eHS 將出口賣往歐洲市場，它同時滿足歐盟認證的 ECE R100 電動車特殊安全要求，并且符合聯合國 UN38.3 運輸安全規范。
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編輯總結 /
從結構上來看也相比第一代有很大的不同，一切的改進都是為了更加平順、更高效。從實際的體驗來看，效果也很明顯，名爵 eHS 開起來相比此前搭載第一代電驅系統的車型更加的平順，同時發動機的介入更接近于無感。接下來這套電驅系統也將會繼續搭載在上汽旗下的更多品牌車型上，大家可以期待一下。
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比如電機采用了 Hair-pin 繞組的形式，效率以及功率密度都相比普通圓導線繞組電機要更高。官方給出的數據是電機功率/扭矩密度提升約 20%，電機峰值效率高達 96%。
電機采用 Hair-pin 繞組
此外第二代 EDU 系統電機采用了油冷的冷卻方式，相比普通的水冷式冷卻效果更好，不易腐蝕，同時在低溫地區也不易結冰。
電機采用油冷的方式
最后再來說說電池，名爵 eHS 采用的是來自寧德時代的三元鋰電池，電池容量為 16.5kWh，純電續航為 75km。電池滿足美國權威 UL2580 安全標準，并且通過上汽 360° 柱碰防護設計。同時由于名爵 eHS 將出口賣往歐洲市場，它同時滿足歐盟認證的 ECE R100 電動車特殊安全要求，并且符合聯合國 UN38.3 運輸安全規范。
在售后質保方面，名爵 eHS 提供三電系統 8 年/15 萬公里質保政策，同時承諾在質保期內電池衰減小于 30%。這個質保政策也是上汽一向來對于自己技術的自信體現。
編輯總結 /
從結構上來看也相比第一代有很大的不同，一切的改進都是為了更加平順、更高效。從實際的體驗來看，效果也很明顯，名爵 eHS 開起來相比此前搭載第一代電驅系統的車型更加的平順，同時發動機的介入更接近于無感。接下來這套電驅系統也將會繼續搭載在上汽旗下的更多品牌車型上，大家可以期待一下。
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展開 新能源驅動電機定子幾種常見的扁線繞組型式
01
Hair pin / 發夾式繞組
Hairpin是目前比較常見的扁線繞組形式，由于單根形狀比較像發夾，所以也叫發夾式繞組。該繞組型式的特點是只需要焊接一端。
02
i-pin繞組
i-pin最大的特點是制造工藝簡單，一字型扁銅線直接插入定子槽內后扭頭焊接，特點是端部兩頭都需要焊接。
03
扁線連續波繞組
扁線連續波繞(Continuous hairpin / wave winding)的最大好處是成型后兩頭端部無需焊接，但由于該繞組型式制造工藝尚處于開發階段，尚未成為主流。
新能源汽車扁線：盡享汽車電動化、電機扁線化雙重紅利 ￥5000
扁線電機有三條技術路線：Hair-pin、I-pin、S-winding。三種技術路線都有各自優勢，目前Hair-pin為主流，I-pin以聯合電子、博世為代表，S-winding以博格華納為代表。S-winding對扁線的要求更高，加工費也更高。博格華納憑借S-winding型繞組導線成型技術榮膺2018年《汽車新聞》雜志頒發的PACE大獎。長安汽車最新發布的藍鯨iDD混合動力系統使用的就是S-winding電機。
投資建議：預計22-23年是扁線滲透率快速提升期，已實現扁線量產的公司將充分享受第一波紅利，重點推薦精達股份、金杯電工，建議關注長城科技、冠城大通。
風險提示：扁線滲透率不及預期，新能源車銷量不及預期，產能擴張不及預期。
行業相關股票
目錄
1. 百倍市場空間，20年綜合滲透率不足1%
1.1. 線材升級，帶來扁線電機新事物
1.2. 滲透率展望，百倍市場空間
1.3. 行業發展驅動力，扁線電機的五大優勢
1.4. 扁線電機應用的障礙正在逐個化解
2. 競爭格局：電動車扁線化帶來集中度提升
2.1. 電磁線行業格局分散，競爭激烈
2.2. 扁線行業屬于藍海市場，目前僅四家公司量產
2.3. 新能源扁線產能及出貨量：精達擴產最快
2.4. 研發及專利對比：精達和金杯領先
3. 銅桿加工：新能源車扁線對原材料銅桿要求高
3.1. 無氧銅桿的綜合性能更優異
3.2. 自制銅桿有成本優勢
3.3.
展開 
新能源汽車扁線電機的繞組交流損耗分析
Hair-Pin電機在高速時有較大的繞組AC損耗，特別是發生在繞組端部的損耗。發生在端部繞組區域中的磁力線模式不同于鐵心中的繞組長度內的磁力線模式。
這些損耗可以通過直流和交流損耗來定義，直流繞組損耗很容易通過繞組的電路分析來計算，并且是算術計算。AC損耗分量是由于導體相互靠近產生的磁場的各種影響而引起的。這通常是通過創建原型和對線圈部件進行繁瑣的測量來估計的。這將使設計工作流程既昂貴又耗時。
然而，通過在JMAG中將線圈創建三維模型并進行3D的有限元分析，可以相對快速和經濟地分析AC損耗。
2．背景
（1）Bar-winding廣泛用于新能源汽車的電機設計中。
圖1 圓線繞組和扁線繞組對比
A. 優點：
1)用銅量少。
2)提高散熱性。
3)端部整齊免綁扎。
4)提高生產率。
B .缺點：存在較大渦流損耗。
（2）交流損耗的電磁場
引起交流損耗的原因主要是：漏磁通、集膚效應和臨近效應。
（3）漏磁通
漏磁通將引起線圈中的AC 損耗，它在旋轉過程分布性將變化，并且如果電流是PWM，它將具有很高的諧波分量。
（4）集膚效應
a）高速和PWM引起的高頻分量。
b）集膚效應增加了損耗。
圖2 集膚效應和頻率關系
上圖為交流電流應用于單根導線，從圖2可以看出較高的頻率如高速會導致集膚效應并增加損耗。
（5）鄰近效應
槽內的導體會產生鄰近效應。從圖3可以看出，距離越近鄰近效應越明顯，因此交流損耗也越大。
圖3 鄰近效應和距離
交流電流施加到兩根導線上。來自每根導線的磁通鏈接到另一根導線中導致了渦流。槽內的許多導體會增加AC損耗。
展開 保時捷Taycan上的扁線電機技術
作為保時捷品牌首款純電動跑車，Taycan也具備了多方面的創新性技術，其所搭載的“扁線電機”（Hair-Pin發卡電機）不僅發揮了出色的驅動性能，更是一項將領銜下一代新能源汽車驅動系統的技術。在法蘭克福車展上，長城汽車旗下蜂巢易創及零部件供應商舍弗勒等都展示了各自扁線電機的技術實力。該技術的實力究竟幾何？為何業內普遍又將其視為開啟新電驅動時代的“鑰匙”呢？
60秒快速閱讀：
1、相比起傳統電機所采用的圓形導線，扁線電機采用的是扁平導線。其優勢在于電機體積更緊湊、更節約材料、功率更強勁。
2、扁線電機率先由國外車企發起應用，如豐田普銳斯、雪佛蘭沃藍達等。國內應用案例較少，車企尚未進行大規模采用。
3、技術層面，國內扁線電機在設計、制造、原材料等方面均面臨挑戰。產業尚未成熟，由此帶來前期應用成本高。市場成熟后，扁線電機將能降低整車成本并提升其性能。
● 何謂扁線電機？
與扁線電機相對應的就是“圓線電機”，扁線、圓線的區別就在于電機中定子繞組所用的導線的形態不同。傳統電機采用的圓形導線，而扁線電機則采用了扁平的矩形導線。
扁線電機之所以會成為未來趨勢，是由新能源汽車電驅系統發展決定的，小型化、集成化、高功率密度等特點都是新能源汽車電驅系統的演進方向。畢竟，體積大、重量大、動力弱的驅動系統在新能源汽車市場是不招待見的。
顯而易見，采用扁線可以大幅提高槽滿率（指線圈放入槽內后占用槽內空間的比例），因為圓線之間存在著空隙，而扁線則更加緊密。通俗來講，槽滿率越高，就代表著線圈中導線越多，產生的磁場會更強，那么電機的功率就會更大。
展開 解析丨扁線電機的特點、優勢、技術性能提升
上汽 ER6 的 8 層 hair-pin線電驅動系統，比上一代圓線電驅動系統體積下降 50%。目前華為的七合一電驅 包括：BCU 制動控制單元、PDU 電源分配單元、DCDC 低壓直流電源轉換器、 MCU 微控制單元、OBC 車載充電器、電機、減速器。
二 扁線電機應用的障礙正在逐個化解
扁線擁有許多傳統繞組不可比擬的優點，但同時扁線電機也有部分劣勢，但 總體而言瑕不掩瑜。隨著技術的發展和滲透率的逐漸提升，扁線電機應用的障礙 正在被逐個化解。
應用障礙一：“趨膚效應”、“鄰近效應”明顯，交流阻抗增大，高轉速時轉換 效率降低。趨膚效應指當導體中有交流電或者交變電磁場時，導體內部的電流分 布不均勻，且電流集中在導體的“皮膚”部分的一種現象。鄰近效應指相互靠近的導 體，通有交變電流時，每一根導體都處于自身電流產生的磁場中，同時還處于其 他導體中電流產生的磁場中，這使得每個導體中電流分布都會受到鄰近導體影響 而不均勻現象。“趨膚效應”、“鄰近效應”都會增加交流阻抗，交流阻抗增大，高 轉速時轉換效率降低。
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