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新能源汽车扁平电机漆包线激光去漆工艺

发布时间:2022-12-02 15:20:04

众所周知,新能源汽车驱动系统的核心就是驱动电机。为了在有限的体积内提升车辆的动力性、经济性,驱动电机也不断朝着高功率密度、高电机效率的方向发展。其中扁平漆包线的应用,相较于传统的圆形漆包线绕组可显著提高有效铜面积、降低铜耗,且槽内铜线排列更为规整、槽满率更高。扁平漆包线的应用,可显著提高驱动电机的效率和功率密度。

 

 

扁平漆包线清洗需求大增


漆包线,也叫电磁线,由导体和绝缘层两部分组成,是电力、电机、电器、家电、电子、通讯、交通、电网及航天航空等领域主要配套原材料之一。

汽车智能化与电动化趋势明显,大幅增加了漆包线应用需求。其中扁平漆包线由于Hair-pin发卡电机(或者又叫扁铜线绕组电机)迎来的技术风口需求大增。Hair-pin电机已成为行业内坚决追求的乘用车驱动电机发展方向,国内的顶尖电机供应商,也开始投资建造更为先进的第二代Hair-pin高自动化产线。

 

Hair-pin发卡电机

 

Hair-pin绕组制造过程非常复杂。需要先将扁平漆包线端部剥皮,再制作成发卡的形状,插入到定子铁芯槽内,然后进行端部扭头和焊接。漆包线剥皮的好坏决定了后期端部焊接的效果,直接影响了电机的性能。

 

 

传统的漆包线剥皮方式有化学除漆、火焰除漆、机械除漆等,存在导线损伤,去除不干净,环境污染等问题。激光除漆利用高能量密度激光照射到指定漆包线位置,其表面的绝缘层吸收能量气化,露出铜材。激光加工具有无耗材、非接触、操作灵活等优势,还便于实现自动化。CO₂激光最早用于漆包线清洗,但是一般不能完全清除绝缘层,还需二次加工;调Q激光器由于功率低难以满足越来越高的效率要求。

扁平漆包线清洗方案选择


光至科技是一家专业从事MOPA脉冲光纤激光器的高科技公司,在国内率先突破单模高功率MOPA脉冲光纤激光技术,实现500W高功率单模脉冲光纤激光器量产。工程师以公司量产的YFPN-200-GM,YFPN-300-GM和YFPN-500-GM三款单模高功率MOPA脉冲激光器进行扁平漆包线除漆测试,旨在获得最快的效率和最佳的效果,为客户提供最佳的漆包线清洗解决方案。

 

经测试发现对于同等功率激光器,场镜焦距越短效率越高,但是铜线底纹越粗糙。功率低时选择大焦距场镜绝缘层可能清洗不干净,高功率使用大场镜能获得更大的焦深和更细腻的底纹且效率依然可以保证。

300W清洗后表面 (左F160 右F210)

 

充分测试我们推荐200W配F160、300W配F210、500W配F254场镜可以获得最佳的效果和效率,按30*4.5mm2大小测试,其参数如下表。

 

 

扁平漆包线清洗测试与分析


通过以上参数可知,功率越高图层参数越简单,效率也越快,能选择的场镜焦距也越大,但是对于振镜的要求也越高。效率上300W相对200W能提高37.5%,而500W较200W能提高159%,较300W提高88.2%。

清洗后表面效果

 

效果上,YFPN-200-GM、YFPN-300-GM和YFPN-500-GM均可以将绝缘层去除干净无残留,且底纹细腻。其中YFPN-500-GM采用水冷设计,具有稳定性好、单脉冲能量高(2mJ)、光束质量好(≤1.8)、17种脉宽可选(20-500ns)且兼具连续模式、重复频率调节范围大(1-4000kHz)等特点,控制上还可以调节首脉冲,在线实时切换参数,具备网口功能实现多机联调。


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