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关于X-pin,我这样看!

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前言



前段时间,X-pin逐渐成为新能源电驱行业关注的焦点,联电,博格华纳,汇川都在宣布在开发X-pin电机。相较于H-pin与I-pin,X-pin的端部高度更低,这就表明电机体积可以进一步缩小,功率密度进一步提高。


什么是X-pin

X-pin是属于扁线电机的一种,目前市面上常见的扁线电机有I-pin和H-pin,其如下,共同点就是焊接段需要留一小段直线段,这样会增加定子绕组端部高度。X-pin就是去掉该直线段,降低端部高度,使得电机定子更加紧凑。


   

图1 I-pin与H-pin焊接端


   

图2 X-pin焊接端


一般而言直线段大概8mm左右,一旦去掉该直线段,对于H-pin来说绕组高度能降低8mm左右,I-pin能降低16mm左右。这样X-pin能达到类似于波绕的效果。


X-pin的难点

上面提到X-pin的绕组高度比H-pin和I-pin都要低,那么为什么之前的扁线电机不是X-pin呢?X-pin相较于H-pin,那么具体难点在哪?


回答这个问题就要解答为什么H-pin和I-pin的焊接端需要留一小块直线段。


第一,如下图是H-pin与I-pin扭线到焊接的过程,铜线插入定子铁芯扭转,然后整形,最后才能焊接,之所以需要整形这一个布置,是因为焊接对线与线之间的距离是有要求的,距离不能偏差太大而导致虚焊,因此不论H-pin还是I-pin在后都需要对焊接段整形,提高焊接质量,因此留出直线段方便后续的整形与焊接。


   

图3 H-pin与I-pin扭线到焊接的过程


第二,目前扁线电机的绕组端部焊接基本上是激光焊接,通过激光能量融化铜杆形成焊点,焊接区域的局部温度能高达2000~3000℃,如果没有直线焊接段,那么易损伤焊接点周围的漆包线漆膜,降低绝缘可靠性。





我们这样看:


H-pin与I-pin在焊接端留一段直线目的就是为了提高焊接质量,降低漆包线漆膜损坏的风险。


X-pin取消直线段后,扭线后的整形就会变得困难,这就对扭线提出了高要求,如果扭线精度不行,可能导致整形起来较为困难,如果整形不到位,会导致线与线间距过大,这样会降低焊接质量。


其次焊接不可能再使用传统的激光焊接,因为X-pin的焊接端离漆皮很近,需要采用低温焊接技术,目前从已知的信息中可以看到,博格华纳是使用低温纳米银合金做为X-pin的焊接技术,所谓低温纳米银技术也就是和Sic单管银烧结技术一样,其特点是焊接温度低、浸润性好、导电性好。保证漆皮不受伤害并且需要保证低温焊接后拉拔力。这个技术是随着Sic发展而发展,并在这几年有大规模应用,所以可以发现一个技术的发展可能是其他领域发展导致的。

总结

X-pin技术最近火热的原因主要是进一步的降低了电机绕组端部高度,能达到类似波绕的效果,虽然难度相对H-pin与I-pin提高不少,但是对比波绕还是小很多。这让整个电驱设计可以更加紧凑,一旦解决焊接问题,并能保证大批量量产的质量,那么电驱的功率密度会再一步提升。

来源:电动新视界

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首次发布时间:2023-06-19
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