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电机作为新能源汽车三电之一,是新能源汽车驱动系统的关键,能直接影响新能源汽车的整车动力性能。随着新能源车用电机的生产工艺及设备不断成熟,高功率、小体积、高转矩(高功率密度、高转矩密度)成为新能源汽车电机的发展方向,电机绕组也逐渐形成由圆铜线设计向扁铜线绕组设计过渡的趋势。

发卡电机有效铜的面积可以提高20%以上,传统电机有效铜槽满率只有45%左右,发卡电机能做到70%左右。永磁电机损耗由绕组铜耗、铁耗、风磨杂散、磁钢涡流损耗,其中绕组铜耗占比50%以上,铜耗大小又和绕组电阻成正比,减小绕组电阻能直接降低铜耗、提升电机效率和功率密度。

Hairpin 接头焊接难点



◆接头焊接质量包括了焊接表面质量、焊接深度、焊接一致性等评价标准,不同的焊接质量对电导率的影响都是的,而电导率跟电机冷却及性能是直接相关的;



◆焊接节拍指的是一个未焊接的电机放入工位到焊接完成所需要花费的时间,过低的生产节拍对制造商来说将是的成本投入,在一定生产时间内获得越多的产品,才能获得越多的利润;



◆焊接稳定性包括焊接质量的稳定性,产品一致性及设备稳定性等指标,良好的焊接稳定性是一致性的;



◆接头电阻是评价整个焊接工艺的一个决定性指标,接头电阻越高,发热越严重,电导率越低,所以控制接头电阻的数值在一定范围内并维持稳定是整个焊接过程的终目标;



◆夹具定位精度指的是Hairpin装夹以后的重复位置精度,如果每次装夹的位置出入较大,则容易出现很大的焊接缺陷,对于焊接灵活性较差的设备,成品率可能大大降低;



◆焊接飞溅过大容易形成焊接缺陷,同时也表示焊接过程不稳定;



◆生产复杂度指的是整个生产流程的复杂程度,复杂程度越高,生产出错的风险也随之升高,维修和工人上手的难度也是成正相关;



◆焊接热输入是需要控制的一个重要因素,因为Hairpin铜条上除了接头区域,其他区域都覆盖了一层绝缘涂层,过高的热输入将会烧损绝缘层,从而影响电机的性能。

激光在焊接Hairpin接头时,容易出现如图6中的五种缺陷,分别是:焊缝不规则,焊缝凹陷,焊缝咬边,焊瘤,气孔及缺陷。这五种缺陷属于第三步没有控制好的缺陷,可以通过改善焊接的功率、速度、振荡频率来改善工艺参数匹配,能够得到良好的焊接结果。如果当前的激光头不能焊接出较好的焊缝,则可以通过选择光束质量更好的激光器,或者传输光束质量更稳定的激光头来进行焊接,例如,有时激光头冷却不稳定也容易影响焊接质量。

在自动化生产线中,发生三维装夹误差的概率是比较常见的。目前的视觉识别技术只能识别平面的一个间隙,但是对于高度方向上的误差是不能识别的,这个也是导致目前激光焊接缺陷率较高的一个原因。针对这种情况,目前只有以下几种解决方案:,提高夹具装夹的精度;第二,提高Hairpin零件生产的精度;第三,提升视觉识别的能力。

目前,激光焊接是焊接Hairpin电机的具有发展潜力的方案,但是受限于成本原因,激光焊接的推广还是需要时间。激光焊接相对于其他焊接方式有的优势,但是也有其自身的一些焊接难点,大部分的焊接参数缺陷是可以解决的,只需要克服一些难点。

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