大家都知道，扁線電機(jī)形狀是方的。傳統(tǒng)圓線電機(jī)是線接觸，面接觸替代了線接觸，提高了空間利用率。另外圓線電機(jī)由于老式，就做不出，空氣利潤(rùn)率進(jìn)一步降低。換成扁線電機(jī)原則上提高30%。扁線電機(jī)畢竟設(shè)備投資大，損耗問(wèn)題也不能避免，出現(xiàn)麻煩，還有專利壁壘問(wèn)題需要去解決。

扁線電機(jī)，都叫扁線電機(jī)，實(shí)際上不同的扁線電機(jī)發(fā)展趨勢(shì)處于不同的階段。我們最早國(guó)家從2013、2014年開(kāi)始研制，主要以兩層、四層為主，這種設(shè)計(jì)的直流電阻小很多，但是隨著轉(zhuǎn)速增加，損耗問(wèn)題顯露出來(lái)。當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)速跑8000轉(zhuǎn)以下還勉強(qiáng)能忍受，到8000轉(zhuǎn)以上會(huì)出現(xiàn)額定功率不夠的問(wèn)題。后面經(jīng)過(guò)第一代扁線電機(jī)，發(fā)現(xiàn)原來(lái)扁線電機(jī)必須有交流損耗的問(wèn)題，一定要換位。隨著時(shí)間的發(fā)展，整個(gè)汽車的電機(jī)轉(zhuǎn)速慢慢有1萬(wàn)5、1萬(wàn)6轉(zhuǎn)的時(shí)候，我們?cè)倏纯幢饩€電機(jī)基本是六層、八層，當(dāng)然也有十層?；旧鲜且粤鶎印藢訛橹?。

我們成立比較晚，就想做一個(gè)理論上能夠更高系統(tǒng)的產(chǎn)品，所以我們推出第三代不等槽寬這樣一個(gè)設(shè)計(jì)。為什么要做不等槽寬，首先我要指出傳統(tǒng)不管幾層都有兩個(gè)問(wèn)題。

第一，扁線電機(jī)相對(duì)原先電機(jī)的槽面積是變小了的，雖然填充率增加，面積是變小的。

第二，不管是你是什么電機(jī)，都有一個(gè)比較大的問(wèn)題，槽口導(dǎo)線和槽底導(dǎo)線溫差很大，有多少度呢？正常有40多度。如果幾加幾減速，可以到80、90度。正是這么大的溫度差，導(dǎo)致了我們現(xiàn)有電機(jī)功率密度受限制。一腳剎車，一腳油門燒的槽口這個(gè)導(dǎo)線。另外，傳統(tǒng)的不管幾層，隨著轉(zhuǎn)速越來(lái)越高，可以做十層，可以做十二層嗎，可以做二十層嗎，層數(shù)好像不可能無(wú)限多。就算多了，效果一定那么好嗎？實(shí)測(cè)和仿真不一定是一回事。

所以，不能按照這個(gè)邏輯去做。我們要做是不是界于有限的程度，充分利用控制，能夠充分利用溫度，改善溫度的對(duì)沖性等等，來(lái)做出一個(gè)性能更好的東西，這就是我們說(shuō)要做的第三代扁線電機(jī)。

槽型自然就是這樣的，形狀自然不一樣了。形狀可以不一樣，面積大小當(dāng)然也不一樣。所以，我在槽口這樣的導(dǎo)線粗一點(diǎn)，槽底的導(dǎo)線可以細(xì)一點(diǎn)。當(dāng)然了，槽口還可以做異形形狀，進(jìn)一步減少交流損耗。當(dāng)然了，為了這樣一個(gè)設(shè)計(jì)會(huì)帶來(lái)其他的問(wèn)題，焊接怎么焊，絕緣子怎么做貼合，扭頭怎么做等等都有新的問(wèn)題出現(xiàn)。當(dāng)然本身一個(gè)新的東西出來(lái)，肯定要對(duì)應(yīng)新的問(wèn)題。這樣一個(gè)形狀繞組怎么布置，教科書上是沒(méi)有的，要自己想出來(lái)。

當(dāng)工藝問(wèn)題和繞組問(wèn)題解決之后，我們才決定第三代理論上可以，后面樣機(jī)開(kāi)發(fā)。這樣一個(gè)設(shè)計(jì)有一個(gè)好處，常規(guī)的等槽寬的電機(jī)，比如說(shuō)48槽電機(jī)舉例，槽口這個(gè)齒寬和槽體的齒寬正常情況下差1.3倍以上，甚至2倍。大家知道，你在槽口的地方飽和之后，槽體寬了也是白搭，所以不做一些，本身就是空間的浪費(fèi)。你把它用起來(lái)，的的確確能起到空間利用率。

另外一個(gè)層面，大家都知道，齒是梯形的，常規(guī)的扁線電機(jī)若采用這樣的槽，可以取得等齒寬的效果，相同的情況下，鐵損可以有效下降。所以，采用不等槽寬即可以提高空間利用率，又可以在相同的能力下，有效降低電機(jī)的損耗。

不等槽寬是非常有利于改善工況的，主要損耗是鐵損，就是黃圈劃出來(lái)的地方（看圖）。現(xiàn)在我們?cè)谧龅男马?xiàng)目，很多企業(yè)已經(jīng)不再追求這個(gè)，也是因?yàn)檫@個(gè)情況，所以改成這樣的槽，對(duì)工況改善非常明顯，理論上是這樣。

這個(gè)問(wèn)題經(jīng)常集中在槽口這一層，當(dāng)你的層數(shù)越來(lái)越多，只是減少了槽口這一層的交流損耗，而非槽口這一層的交流損耗其實(shí)變化不大。另外，直流電阻由于你層數(shù)增加，漆膜增加，直流電阻倒是變大了，所以一味增加層數(shù)只會(huì)得不償失?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)電機(jī)追求層數(shù)實(shí)際上是沒(méi)有意義。

當(dāng)然了，怎么樣解決槽口這一層的交流損耗問(wèn)題，也是提高電機(jī)工作頻率比較好的方式。增加層數(shù)，減少交流損耗，但是增加了直流損耗，特斯拉最近由十層改為八層了。槽口這個(gè)地方交流損耗可以空出來(lái)，大家做電機(jī)提高空間利用率，本身也是功率密度的浪費(fèi)，也有希望用導(dǎo)線，哈理工也在研究用這個(gè)導(dǎo)線，放在槽口降低交流損耗等等。到目前為止批量應(yīng)用的報(bào)告沒(méi)有，除了增加層數(shù)，像特斯拉，而且還被改回去了。其他的措施一個(gè)都沒(méi)有被證明是能夠用的，主要問(wèn)題還在于工藝問(wèn)題。設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)出來(lái)了，制造可是有大麻煩。

在意大利摩根大學(xué)研究報(bào)告，2020年的一個(gè)國(guó)家論文里面說(shuō)，現(xiàn)在損耗最大的是槽口，那我就把導(dǎo)線切成多份，切的越多，交流損耗越小越理想。

我們國(guó)內(nèi)至少有兩個(gè)企業(yè)申報(bào)了兩個(gè)專利，實(shí)際上比國(guó)內(nèi)申報(bào)更早的是通用，通用在2017年就申報(bào)了相關(guān)專利，大家以為有專利，實(shí)際上你的專利是在人家的專利的基礎(chǔ)上寫的，所以是無(wú)效的。

那么，不管有沒(méi)有專利，像中國(guó)這么卷也不那么在乎專利，為什么沒(méi)人去做呢？原因就是現(xiàn)在一個(gè)主要原因還是供應(yīng)問(wèn)題，那么你現(xiàn)在八成導(dǎo)線，厚度多少？可能就1.3毫米，你做成10層也就1.2毫米，你要做到一毫米以下，你連線都做不出來(lái)，你還別說(shuō)把1.3毫米的導(dǎo)線把他劈成兩半，你劈劈看，一般做不出來(lái)，就算做出來(lái)你連的出來(lái)嗎？這里面一堆問(wèn)題，所以常規(guī)的這種等槽寬的扁線，這個(gè)技術(shù)對(duì)他來(lái)說(shuō)只是停留在理論仿真上，實(shí)際去做，那就不大現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。

當(dāng)然，用不等槽寬這個(gè)地方就好做得多，就能夠?qū)崿F(xiàn)，當(dāng)然還有其他工藝問(wèn)題，也需要去解決。

總不能說(shuō)，我們嘗試過(guò)用不等槽寬去布置這種方案，就很容易實(shí)現(xiàn)，而且專利都是規(guī)避掉的。

那么，我一直宣傳不等槽寬性能很好，很多工程師可能我都算過(guò)，結(jié)果好像沒(méi)多大意義，不等槽寬是我們?cè)?021年、2022年開(kāi)發(fā)的，我們花了一年半的時(shí)間，很多人可能花了一個(gè)月時(shí)間去研究他，發(fā)現(xiàn)效果沒(méi)那么好，這很正常。

為什么？因?yàn)橛泻玫募夹g(shù)不代表能用得好，這一點(diǎn)要記得我們?yōu)槭裁匆ㄒ荒臧霑r(shí)間去研究，用好他也不那么容易。

10%-15%的槽內(nèi)空間怎么用，有三種方法：

第一種方法我增加一個(gè)匝數(shù)，原來(lái)6層變7層，原來(lái)8層變9層，原來(lái)7層我變8層，這樣我電密一樣，扭矩直接就增加了，多好？

但是別忘記了我們主機(jī)廠，既要又要還要扭矩是增加了，你的效率是不是增加了呢？顯然不是，你增加了一下他電阻也增加了那么多，雖然電密沒(méi)有增加，但是你的電阻是線性增加了，所以效率不見(jiàn)得增加。

你的成本增加了嗎？你不是說(shuō)百分之十幾了嗎？實(shí)際上電機(jī)成本大家都知道，有這幾部分組成，當(dāng)你鐵心長(zhǎng)度縮短百分之十幾的時(shí)候，銅增加了吧？不是減少了。

雖然總長(zhǎng)是減少了，但是用銅量是增加了，所以用銅量總之增加不少。

第二，磁鋼用量也應(yīng)該增加，為什么？我們要維持定制直長(zhǎng)和轉(zhuǎn)質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，也就是要保證電機(jī)有那么好的功率輸出，不推遲。

你定制增加以后你轉(zhuǎn)質(zhì)的磁鋼用量豈能不增加？如果你能不增加說(shuō)明之前設(shè)計(jì)不合理浪費(fèi)材料，所以這么做是得不償失的。

很多企業(yè)說(shuō)我按照這個(gè)思路說(shuō)沒(méi)什么價(jià)值，當(dāng)然這么做不但沒(méi)價(jià)值。當(dāng)然如果追求一個(gè)空間走向尺寸的要求是有價(jià)值的，如果不是為了就是這個(gè)確實(shí)沒(méi)有價(jià)值，有人說(shuō)好吧？我不在匝數(shù)上去追求了，我就把銅線做處理，我追求一個(gè)高效率不就好了嗎？所以我把銅線面積增加10%，這種好吧？

結(jié)果用銅量增加10%，換來(lái)的效率可沒(méi)有增加10%，1%都沒(méi)有，所以你這個(gè)時(shí)候發(fā)現(xiàn)投資回報(bào)率不高，如果在商用車領(lǐng)域，或者說(shuō)是在工業(yè)領(lǐng)域?qū)厣?，額定功率要求比較高的情況下，可能有價(jià)值的，這是可以的。

但是在乘用車領(lǐng)域，持續(xù)功率和峰值功率那么大的情況下，甚至功率時(shí)間要求那么短的情況下，這么多銅線的增加，好像意義不大。

所以，真正的用法還是要滿足既要又要還要怎么辦呢？人家用多少銅我也用多少銅，人家多少扎匝我也多少匝，省下來(lái)的空間怎么辦呢？省下來(lái)的空間可以不用，也可以把尺加寬，這就好了，空間不用，我把槽淺一點(diǎn)總行吧？

這樣直徑就大一點(diǎn)，我力臂大一點(diǎn)，當(dāng)然相同扭矩大一點(diǎn)總不花錢吧？

然后，我尺短了，交流損耗就小了，我效率也高了把？我磁密降低了，效率也高了吧？

所以用這種方法做是可以做到既要又要還要，你不是說(shuō)成本沒(méi)下降嗎？當(dāng)然用不等槽寬設(shè)計(jì)在不同方面，面積不一樣的時(shí)候，整個(gè)槽口最終溫度下降非常多，既然這個(gè)溫度下降這么多，這不就影響成本了嗎？

所以用這種思路是可以做到既要又要還要的，那么說(shuō)它沒(méi)用，可能沒(méi)花時(shí)間去研究，這里舉個(gè)例子，我們做了兩個(gè)電機(jī)，一個(gè)是不等槽寬的，一個(gè)是等槽寬的，做完之后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)然有條件我們做完之后要求轉(zhuǎn)子幾乎一樣不能夠有變化，相同軟件能控制一個(gè)電機(jī)，就是取1/3不等槽寬的尺寸作為等效尺寸來(lái)設(shè)計(jì)。

通過(guò)效率對(duì)比，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，在小扭矩高速區(qū)域，他在高效區(qū)域改善十分明顯，在低速大扭矩區(qū)域，怎么也改善明顯呢？是因?yàn)闇囟鹊土?，因?yàn)檫@兩個(gè)電機(jī)時(shí)測(cè)溫差差了20度，所以在高速和低速，它的效率都發(fā)生了變化，在其他的點(diǎn)，效率都有改善，平均如果工況效率大概有0.5個(gè)點(diǎn)的這樣一個(gè)改善，成本理論上可以更低的情況下實(shí)現(xiàn)。

那么我們用實(shí)際的例子和數(shù)據(jù)證明，這是一個(gè)有效的方式。這樣一個(gè)技術(shù)大家都覺(jué)得量產(chǎn)困難，實(shí)際上我們30萬(wàn)產(chǎn)能都是按照這個(gè)方法來(lái)設(shè)計(jì)。

第二個(gè)技術(shù)我們要講雙短距，雙短距轉(zhuǎn)速越來(lái)越高，所以很多人把四對(duì)極改成三對(duì)極，改成三對(duì)極之后發(fā)現(xiàn)工況效率改善沒(méi)那么高，原因之一是在低速大扭矩區(qū)域的效果沒(méi)那么大的改善，原因就是改成三對(duì)極之后損耗更明顯，所以，很多人發(fā)現(xiàn)不對(duì)。

CITC工況效率主要中低速，那么這塊的話就有問(wèn)題，怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢？希望降低為主電機(jī)其對(duì)數(shù)，墩布用銅量及其電阻都不要變化，變化了就得不償失，所以另外一個(gè)就是系統(tǒng)效率可能會(huì)更近，電阻大了之后，濾波性變差，濾波變差低速情況，系統(tǒng)的效率會(huì)更低，所以從這個(gè)層面上，希望電阻越小越好。