在相同功率下，相比于傳統(tǒng)圓線電機(jī)，扁線電機(jī)的體積更小，用材更少，成本更低，或者相同體積，槽滿率提升，功率密度提升。

圓線變成扁線，從理論上來說，在空間不變的前提下，填充的銅可以增加20-30%。

這也意味著，某種程度上功率增加了20-30%。換言之，當(dāng)功率相同時(shí)，電機(jī)的外徑和體積減小，進(jìn)而減少了電機(jī)材料的用量。

有學(xué)者研究表明，永磁電機(jī)損耗由繞組銅耗、鐵耗、風(fēng)磨雜散、磁鋼渦流損耗組成。

其中繞組銅耗占比50%以上，銅耗大小又和繞組電阻成正比P=I^2*R，或者Q=I^2*R*t（其中P=導(dǎo)線發(fā)熱功率；I=電流；R=繞組電阻；t為通電時(shí)間），減小繞組電阻能直接降低銅耗、提升電機(jī)效率和功率密度。

根據(jù)導(dǎo)線電阻R=p*I/S（其中p=繞組電阻；I=長(zhǎng)度；S=橫截面積）可以看出，電阻率、長(zhǎng)度一定的情況下，只能提升繞組橫截面積來降低電阻，即提升槽滿率。

基于上述所言，扁線電機(jī)的內(nèi)部更緊湊、空隙更少，扁線與扁線之間的接觸面積也就更大，散熱和熱傳導(dǎo)更好；同時(shí)繞組和鐵心槽之間接觸更好，熱傳導(dǎo)更好。

我們知道，電機(jī)對(duì)散熱和溫度非常敏感，散熱性提升也帶來了性能上的提升。

有實(shí)驗(yàn)通過溫度場(chǎng)仿真，得出相同設(shè)計(jì)的扁線電機(jī)繞組溫升比圓線電機(jī)低了10%。除了散熱性能變好，包括與溫度相關(guān)的其他一些性能都能得到改善。

NVH也是當(dāng)前電驅(qū)動(dòng)的熱門話題之一。扁線電機(jī)能使電樞具備更好的剛度，對(duì)電樞噪音具有抑制作用。

此外，還可以取相對(duì)較小的槽口尺寸，有效降低齒槽力矩，進(jìn)一步降低電機(jī)電磁噪音。

端部指的是銅線在槽外的部分，槽中的銅線對(duì)于電機(jī)做功有作用，而端部對(duì)于電機(jī)實(shí)際出力并沒有貢獻(xiàn)，只是起到一個(gè)將槽與槽之間的線連接的作用。

傳統(tǒng)的圓線電機(jī)由于工藝問題，需要將端部留出較長(zhǎng)的距離，這是為了防止在加工和其他工藝過程中損傷槽中的銅線，而扁線電機(jī)從根本上解決了這一問題。

圓線和扁線繞組截面對(duì)比

由于銅線都是硬線，所以在加工是可以不用將端部留出一段，端部更短則能節(jié)省銅材，同時(shí)也能提高效率。

扁線電機(jī)不可避免會(huì)遭遇“趨膚效應(yīng)”——當(dāng)導(dǎo)體中有交流電或者交變電磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的電流分布不均勻，電流會(huì)趨向于集中在導(dǎo)體表面“皮膚”部分。

這一效應(yīng)帶來的結(jié)果是導(dǎo)體的電阻增加，導(dǎo)體的損耗功率也隨之增加。在扁線電機(jī)中的具體表現(xiàn)為當(dāng)頻率越高，扁線繞組的交流銅耗會(huì)越高。

同時(shí)該效應(yīng)還和電磁設(shè)計(jì)有關(guān)，比如槽內(nèi)磁密幅值、槽口高度等，也和扁銅線的尺寸有關(guān)。

這里的銅線難，指的是扁線電機(jī)對(duì)于銅線的要求相對(duì)于圓線電機(jī)更高。要求其具有一定的彈性，且彎折后會(huì)有一定程度的反彈。

這一要求，就使得設(shè)計(jì)難度直線上升，同時(shí)電線的絕緣層也會(huì)因?yàn)閺澱酆头磸椬兊酶讚p壞，產(chǎn)生缺口。

而扁線中的發(fā)卡電機(jī)對(duì)于銅線要求更高，傳統(tǒng)扁線電機(jī)在繞組成型后可以進(jìn)行包裹絕緣處理，但是發(fā)卡電機(jī)不行。

值得一提的是，日立金屬還專門為普銳斯電機(jī)開發(fā)了銅線，來解決這方面的問題。

扁線由于工序復(fù)雜、精度要求高，通過人工制造基本不可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，必須依賴專業(yè)的高端設(shè)備，這是大規(guī)模普及的前提，也是制約其國(guó)產(chǎn)化的一個(gè)重要原因。

從供應(yīng)商來看，目前國(guó)內(nèi)這方面的設(shè)備供應(yīng)商尚未達(dá)到成熟完備的狀態(tài)；而在國(guó)外，日本、意大利、德國(guó)是世界主要的扁線電機(jī)供應(yīng)商國(guó)家，但其價(jià)格非常高昂。

發(fā)卡式扁線電機(jī)制備工藝較繁瑣

扁線電機(jī)由于上述幾點(diǎn)原因，其系列化設(shè)計(jì)非常難，其中柔性設(shè)計(jì)又是“難上加難”，非常考驗(yàn)電機(jī)設(shè)計(jì)師的功力。

從設(shè)計(jì)角度來看，如果要做100kW的電機(jī)，那么會(huì)要求設(shè)計(jì)師擴(kuò)展系列方案，從80-120kW這個(gè)區(qū)間內(nèi)都需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。一是為了滿足潛在的需求，二是為了拉開與其他企業(yè)在設(shè)計(jì)上的差異。

而相比之下，圓線電機(jī)的設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)單的多：其鐵芯和槽數(shù)基本相同，不同之處在于長(zhǎng)度和線圈匝數(shù)，系列化設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)便。