新能源汽車(chē)的快速爆發(fā)帶動(dòng)電機(jī)企業(yè)進(jìn)入百萬(wàn)產(chǎn)能時(shí)代，新能源汽車(chē)行業(yè)隨之而來(lái)面臨著技術(shù)定型、資金投入、穩(wěn)定生產(chǎn)的難題。針對(duì)這些難題，扁線電機(jī)智能生產(chǎn)設(shè)備龍頭企業(yè)巨力自動(dòng)化提出了哪些解決方案，幫助整車(chē)廠及Tier 1高質(zhì)量地交付具備性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品？

需求大爆發(fā)，Tier 1往百萬(wàn)級(jí)目標(biāo)擴(kuò)產(chǎn)

受益于新能源乘用車(chē)銷(xiāo)量增長(zhǎng)，電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的搭載量持續(xù)攀升，正在從當(dāng)前的百萬(wàn)級(jí)增長(zhǎng)到千萬(wàn)量級(jí)。

2022年新能源汽車(chē)乘用車(chē)電機(jī)電控全年裝機(jī)量已然達(dá)到578萬(wàn)套，同比增速77%，繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。快速增長(zhǎng)的直接原因在于新能源乘用車(chē)的激增，同年中國(guó)新能源乘用車(chē)（BEV+PHEV）市場(chǎng)累計(jì)銷(xiāo)售523.4萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)80%。

新能源乘用車(chē)市場(chǎng)正進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化階段，基于中國(guó)新能源乘用車(chē)發(fā)展規(guī)劃和市場(chǎng)趨勢(shì)，結(jié)合主流OEM的車(chē)型規(guī)劃，NE時(shí)代預(yù)測(cè)，至2028年如無(wú)特殊限制因素（如：供應(yīng)鏈、產(chǎn)能、基礎(chǔ)設(shè)施等），中國(guó)新能源乘用車(chē)市場(chǎng)預(yù)計(jì)將突破1200萬(wàn)臺(tái)，純電驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模隨之持續(xù)增長(zhǎng)，復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)14.8%，突破1500萬(wàn)套。

數(shù)據(jù)來(lái)自于NE時(shí)代研究院

千萬(wàn)套級(jí)的電驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模，意味著產(chǎn)業(yè)鏈將誕生更多的年產(chǎn)百萬(wàn)套的Tier 1。在2022年近600萬(wàn)套電機(jī)市場(chǎng)中，唯一一家突破百萬(wàn)套裝機(jī)量的是弗迪動(dòng)力，另一家致力于打造垂直整合供應(yīng)鏈的主機(jī)廠，特斯拉，電機(jī)配套量已超50萬(wàn)套。方正電機(jī)、日本電產(chǎn)、聯(lián)合電子、蔚來(lái)驅(qū)動(dòng)科技、上海電驅(qū)動(dòng)等電機(jī)配套量均在20萬(wàn)套以上。也就說(shuō)明，新能源汽車(chē)乘用車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)TOP 10中，七成的電機(jī)Tier 1已達(dá)成年度20萬(wàn)套以上的規(guī)?；b機(jī)量，產(chǎn)能在此基礎(chǔ)上儲(chǔ)備只會(huì)更充足。隨著電驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)需求逐年向千萬(wàn)套級(jí)規(guī)模擴(kuò)大，擺在Tier 1面前的將是，拿到百萬(wàn)需求量的機(jī)會(huì)，重塑行業(yè)格局的機(jī)會(huì)。

電機(jī)產(chǎn)能需求隨之?dāng)U大，主流Tier 1往百萬(wàn)級(jí)目標(biāo)進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)。NE時(shí)代整理分析發(fā)現(xiàn)，方正電機(jī)百萬(wàn)套電機(jī)擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目已變更為年產(chǎn)180萬(wàn)套驅(qū)動(dòng)電機(jī)擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目，目前正處于建設(shè)階段；英搏爾對(duì)珠海和菏澤兩個(gè)生產(chǎn)基地持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)，計(jì)劃達(dá)到110萬(wàn)套產(chǎn)能；中車(chē)時(shí)代電氣以株洲、無(wú)錫兩大基地為核心，將形成綜合超百萬(wàn)的電驅(qū)系統(tǒng)及零部件規(guī)模制造能力；日本電產(chǎn)規(guī)劃了2023年至少80萬(wàn)套的三合一產(chǎn)品的產(chǎn)能；聯(lián)合電子在太倉(cāng)、柳州布局100萬(wàn)套的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和三合一產(chǎn)能……凡此之?dāng)U產(chǎn)，不一而足。

三大難題，對(duì)百萬(wàn)級(jí)年產(chǎn)能發(fā)起挑戰(zhàn)

當(dāng)前，Tier 1面臨著全新的壓力，在邁入百萬(wàn)年產(chǎn)能時(shí)代的過(guò)程中，技術(shù)定型、資金投入、穩(wěn)定生產(chǎn)的難題對(duì)堅(jiān)持長(zhǎng)期主義的Tier 1發(fā)起挑戰(zhàn)。

從技術(shù)定型看，技術(shù)路線分化和高壓、高速、高效率等新趨勢(shì)下帶來(lái)研發(fā)和規(guī)?；慨a(chǎn)壓力。為了功率密度的明顯提高，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的繞組工藝發(fā)生重大變化，由圓線轉(zhuǎn)變成扁線。近十年的時(shí)間里，新能源汽車(chē)行業(yè)的迅馳前行，驅(qū)動(dòng)著扁線電機(jī)持續(xù)地從槽滿率、絕緣性、端部尺寸等方面挖掘降本增效的潛力。

• 槽滿率：銅線形態(tài)由圓線轉(zhuǎn)換為扁線，帶來(lái)槽滿率提高至65% - 75%。由于槽滿率的大幅提升，扁線電機(jī)也由此成為中高功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)的首選。另一方面，扁線電機(jī)雖然帶來(lái)了槽滿率高的優(yōu)勢(shì)，但因其趨膚效應(yīng)現(xiàn)象導(dǎo)致在高負(fù)荷大電流輸出時(shí)效率降低。目前的解決方案有兩個(gè)方向，一是降低扁線厚度，增加層數(shù)。二是采用精排扁線，在重點(diǎn)區(qū)域通過(guò)改變扁線形態(tài)，針對(duì)性改善。增加層數(shù)的方式能夠改善趨膚效應(yīng)，但對(duì)線形設(shè)計(jì)、制造工藝、設(shè)備精度/復(fù)雜度帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。而且，層數(shù)增加將導(dǎo)致漆膜厚度增加，總體提升有限，行業(yè)內(nèi)目前最多提升至10層。若想從根本上有效改善，精排扁線是不錯(cuò)的解決方式，但對(duì)工藝設(shè)備提出了極大的挑戰(zhàn)，因此行業(yè)內(nèi)一直未有大規(guī)模推廣。

• 絕緣性：800V新能源汽車(chē)電壓平臺(tái)用漆包線要求PDIV值高，耐電暈，耐油性好。目前，漆包線企業(yè)通過(guò)漆膜厚度來(lái)提升PDIV，但若漆膜太厚影響槽滿率，且彎曲時(shí)容易開(kāi)裂，露出純銅導(dǎo)致短路。

• 端部尺寸：為了降低電機(jī)軸向尺寸，廣汽、日立、聯(lián)合電子、博格華納等上下游企業(yè)近來(lái)在原有I-pin和Hairpin基礎(chǔ)上將產(chǎn)品升級(jí)為X-pin工藝，焊接端端部尺寸能夠降低5-10mm，進(jìn)一步降低電機(jī)銅損損耗、提高電機(jī)效率。但是X-pin工藝在斷線、扭線和焊接工藝上提出了高要求。

來(lái)自于博格華納公眾號(hào)

從資金投入看，扁線電機(jī)涉及的生產(chǎn)設(shè)備包括U-pin/I-pin制線設(shè)備、絕緣紙成型和插紙?jiān)O(shè)備、擴(kuò)口設(shè)備、扭頭設(shè)備、焊接機(jī)、滴漆設(shè)備、涂敷設(shè)備等。各設(shè)備的核心差異點(diǎn)可概括為成型效率及一致性、質(zhì)量控制、柔性化、全線自動(dòng)化、設(shè)備集成度等。因此，對(duì)于Tier 1而言，生產(chǎn)線投資包含設(shè)備數(shù)量、占地面積、產(chǎn)線節(jié)拍等一次性投入成本以及維護(hù)成本。單機(jī)效率、單位面積產(chǎn)出等都將轉(zhuǎn)換為成本，體現(xiàn)到核心競(jìng)爭(zhēng)力上。

從穩(wěn)定生產(chǎn)看，扁線電機(jī)生產(chǎn)的連續(xù)性、穩(wěn)定性、品質(zhì)、良率，皆在千萬(wàn)級(jí)規(guī)模加速到來(lái)之際，對(duì)Tier 1的大規(guī)模生產(chǎn)下高質(zhì)量交付能力提出考驗(yàn)，最終對(duì)產(chǎn)品成本影響巨大。

NE時(shí)代走訪數(shù)家企業(yè)后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)產(chǎn)量和交付的規(guī)模從幾萬(wàn)套增加至幾十萬(wàn)套，生產(chǎn)制造能力、品控能力越重要，關(guān)系到合作關(guān)系的穩(wěn)定發(fā)展，而且決定著Tier 1能否在價(jià)格戰(zhàn)硝煙彌漫之際極大地發(fā)揮出規(guī)模效應(yīng)的威力。

在技術(shù)變型早期，完成儲(chǔ)備

怎樣做更高效率的自動(dòng)化設(shè)備，幫助客戶更有效地降低成本，這是巨力自動(dòng)化一直在思考的問(wèn)題。面對(duì)扁線電機(jī)的三大難題，巨力自動(dòng)化一直在思考和儲(chǔ)備，做Tier 1背后技術(shù)內(nèi)卷的有利支持。

下游Tier 1客戶對(duì)扁線繞組槽滿率、絕緣性、端部尺寸的探索，催生出多條適配不同場(chǎng)景需求下的技術(shù)分支，同時(shí)對(duì)設(shè)備企業(yè)提出相應(yīng)工藝改進(jìn)的要求。

隨著新能源汽車(chē)的逐漸放量，層數(shù)在6層、8層的扁線電機(jī)需求量大增，10層扁線電機(jī)項(xiàng)目進(jìn)入公眾視野。層數(shù)越多，線形的柔性化生產(chǎn)越難。

扁線電機(jī)定子自動(dòng)化生產(chǎn)線的柔性化不佳一直是行業(yè)內(nèi)的一個(gè)工藝痛點(diǎn)。巨力自動(dòng)化公司最新一代的自動(dòng)化量產(chǎn)線上已經(jīng)解決了快速切換不同線規(guī)銅線、兼容數(shù)十余種線形、共線插線等難點(diǎn)。在一條自動(dòng)生產(chǎn)線上，可以實(shí)現(xiàn)完全不同平臺(tái)產(chǎn)品的共線生產(chǎn)，例如180平臺(tái)和220平臺(tái)共線生產(chǎn)。NE時(shí)代獲悉，一汽紅旗的扁線電機(jī)量產(chǎn)線即采用了巨力自動(dòng)化成熟的超高柔性線成型技術(shù)，一臺(tái)線成型機(jī)即可實(shí)現(xiàn)20多種U-pin和I-pin的全自動(dòng)換模制線。

特別是，扁線電機(jī)如果僅在定子鐵芯疊厚方向上變化的話比較容易共線生產(chǎn)；當(dāng)銅線尺寸、鐵芯內(nèi)外徑等均變化的話，利用巨力自動(dòng)化最新的柔性工藝兼容，也可以實(shí)現(xiàn)共線生產(chǎn)。巨力自動(dòng)化的一大優(yōu)勢(shì)就在于，在一條生產(chǎn)線上，可以對(duì)應(yīng)完全兩種及以上不同線徑、不同鐵芯外徑的產(chǎn)品共線生產(chǎn)，換型時(shí)可以只切換程序即可，或者換型時(shí)間最短可以縮短到30min以?xún)?nèi)。

對(duì)于U-pin/I-pin向X-pin升級(jí)的趨勢(shì)，巨力自動(dòng)化公司在聯(lián)電推出X-pin工藝之前，就已經(jīng)在對(duì)相關(guān)工藝要素進(jìn)行了研究。X-pin路線的關(guān)鍵在于焊接，因?yàn)槿∠伺ゎ^后的直線段，定子軸向高度進(jìn)一步降低，電機(jī)的體積可以進(jìn)一步縮小，但另一方面對(duì)焊接帶來(lái)了更高的要求，要在更短的距離內(nèi)焊接且不能損傷漆皮，還要達(dá)到相應(yīng)的拉拔力。針對(duì)X-pin工藝的改變，巨力自動(dòng)化公司已經(jīng)對(duì)斷線、扭頭以及焊接等進(jìn)行了相應(yīng)的工藝驗(yàn)證，可以根據(jù)客戶的產(chǎn)品需要進(jìn)行技術(shù)配置。

除此之外，不等槽寬設(shè)計(jì)、800V 新能源汽車(chē)漆包線等新型扁線電機(jī)，皆在扁線電機(jī)向著高電壓、高轉(zhuǎn)速和更高功率密度方向推進(jìn)的過(guò)程中被提出、研發(fā)、應(yīng)用。電驅(qū)Tier 1或主機(jī)廠找到中國(guó)最具扁線電機(jī)設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的巨力自動(dòng)化，共同開(kāi)發(fā)新一代扁線電機(jī)制造的生產(chǎn)線，為應(yīng)對(duì)未來(lái)需求蓄力儲(chǔ)能。

高效、高質(zhì)生產(chǎn)，最大化規(guī)模優(yōu)勢(shì)

經(jīng)歷十年扁線電機(jī)制造，國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)行業(yè)已然擁有更充足的工藝積累。但是，當(dāng)規(guī)模擴(kuò)大到單條線三十萬(wàn)套，年產(chǎn)能百萬(wàn)套時(shí)，設(shè)備生產(chǎn)能力和穩(wěn)定運(yùn)行，將使Tier 1快速與對(duì)手拉開(kāi)差距。

巨力自動(dòng)化的EV電機(jī)定子扁線成型技術(shù)在2017年至2022年間經(jīng)歷了四次迭代，完成Gen1、Gen2、Gen3和Gen3.5代成型機(jī)的研制和應(yīng)用。四次迭代在效率和換型時(shí)間、柔性化上做出大幅提升，到Gen3和Gen3.5代每根pin生產(chǎn)時(shí)間效率達(dá)到2.5秒和1秒。

Gen3和Gen3.5產(chǎn)線一經(jīng)推出，就得到了國(guó)內(nèi)和國(guó)際客戶的青睞。相同的產(chǎn)線節(jié)拍下，成型機(jī)在設(shè)備數(shù)量、占地面積上，相比傳統(tǒng)機(jī)型要減少一半以上，且一臺(tái)機(jī)器兼容線型數(shù)量增加至十幾種不同的線型。

隨著設(shè)備數(shù)量的大幅減少，設(shè)備成本也隨之下探。同時(shí)，新一代產(chǎn)線極盡客戶對(duì)占地面積的極限追求，不僅為客戶節(jié)約了產(chǎn)線投資成本，還提高了單位面積的GDP產(chǎn)出。

來(lái)自于巨力自動(dòng)化

令人青睞的生產(chǎn)效率之下，巨力自動(dòng)化通過(guò)十年如一日積累起來(lái)的先進(jìn)扁線電機(jī)制造工藝技術(shù)，配置“史上最強(qiáng)“防錯(cuò)功能，以保證最高的扁線電機(jī)定子加工品質(zhì)，滿足了客戶對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的嚴(yán)苛要求。

除了防錯(cuò)功能齊全，新一代的智能產(chǎn)線上根據(jù)產(chǎn)品需要還配備了完善的檢測(cè)功能，例如線成型工位的成型角度檢測(cè)、線傷檢測(cè)、去漆潔凈度檢測(cè)；插紙機(jī)的絕緣紙高度和耐壓檢測(cè)，以及其他工位的多樣化檢測(cè)手段等，為高品質(zhì)電機(jī)的制造服務(wù)。

技術(shù)底蘊(yùn)越深厚，客戶越放心。尤其扁線、芯片等新能源汽車(chē)關(guān)鍵零部件的制造多存在良率難度，進(jìn)而影響到成本和產(chǎn)品可靠性。解決方案唯有長(zhǎng)期的技術(shù)積累和沉淀，靠時(shí)間來(lái)磨煉工藝。巨力公司一直專(zhuān)注于在汽車(chē)電機(jī)智能生產(chǎn)制造領(lǐng)域，34年逾300條自動(dòng)化生產(chǎn)線，使之領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)外扁線設(shè)備供應(yīng)商完成原始經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的有效積累，在技術(shù)尚未完全定型，客戶為高產(chǎn)能、高質(zhì)量尋求生產(chǎn)力更強(qiáng)的工藝時(shí)幫助客戶達(dá)成需求。

目前巨力自動(dòng)化的3代和3.5代產(chǎn)線已經(jīng)大量進(jìn)入諸如長(zhǎng)城汽車(chē)、上汽、一汽紅旗、博格華納等眾多主機(jī)廠和國(guó)際Tier1公司。

巨力自動(dòng)化也在同步思考和研究Gen4，期待形成更高效率的產(chǎn)線成型能力，綜合性地降低客戶的投資成本。

在保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，憑高效、高質(zhì)生產(chǎn)最大化規(guī)模優(yōu)勢(shì)，無(wú)疑將把競(jìng)爭(zhēng)力拉得更高。從產(chǎn)線角度上來(lái)講，巨力自動(dòng)化從提高產(chǎn)線生產(chǎn)效率、柔性化、穩(wěn)定性以及降本出發(fā)，確保自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定、高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，幫助客戶交付出高性?xún)r(jià)比的電驅(qū)產(chǎn)品。

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