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一体化激光焊接解决方案,推动扁线电机高质量发展
材料来源:创鑫激光           录入时间:2023/11/16 22:34:21

近些年来新能源汽车发展不断加速,作为新能源汽车的三大核心部件之一,扁线驱动电机也成为新能源一大热点。

扁线电机并不是一个新鲜的概念,它的发展由来已久,几十年了。最初,它主要应用于工业领域的大功率电机和发电机组,因为这些场合对电机的功率和效率要求很高。

后来,新能源汽车产业逐渐兴起,扁线电机也开始应用到车辆领域。车辆上很多应用功能采用扁线电机,比如汽车发电机、起动机、EPS(电动助力转向)电机、主驱动电机、P2(平行混合动力)系统电机等等。

扁线电机与圆线电机的区别在于铜线的成形方式,扁线有利于电机槽满率的提升,一般圆线电机的槽满率为40%左右,而扁线电机的槽满率则可以提升至 60%以上。槽满率的提升意味着在空间不变的前提下,可以填充更多的铜线,产生更强的磁场强度,提升功率密度。因此,中高端新能源汽车采用扁线驱动电机已逐渐成为市场趋势。

*图片来自网络

驱动电机装机量主要受到新能源汽车产销量影响,2022年中国新能源汽车产销量呈现爆发式增长,驱动电机行业需求量也迎来了大幅扩张。2022年中国新能源汽车配套驱动电机装机量达870.4万台,同比增长近157%。2022年我国新能源汽车驱动电机市场均价为4989元/台,在2022年市场规模达434.24亿元,未来随着新能源汽车的快速发展及双电机车型渗透率的提升,行业规模将保持扩张态势。

有数据显示,截至2022年8月,国内新能源乘用车和商用车中扁线电机的渗透率超过40%。比亚迪旗下车辆的使用率已经达到了80%以上,以目前的替换速度,2025年扁线电机渗透率超过80%几乎是确定的。

据未来智库预计,2025年扁线电机在新能源汽车驱动电机中的渗透率将超过90%。

虽然扁线电机优势明显,但其设备、原材料及工艺要求也相对严苛很多。创鑫激光旗下子公司宝辰鑫(BCXlaser)作为在电驱领域重要的激光方案供应商,推出了扁线电机一体化的激光解决方案。在扁线电机焊接中,打破了传统的“设备+激光器”模式,将激光器高度集成于系统之中,为客户提供“即开即用” 的激光焊接应用。

扁线电机在焊接过程中,往往会遇到焊接难度高、焊接位置受限、密集度高等各种痛点问题。在某新能源车企客户的项目中,需要使用激光技术对扁线电机进行焊接,要求焊接后成球状,且外观光滑,焊接速度快。

宝辰鑫通过对客户需求、材料、工艺等进行研判分析,在标准化的扁线电机激光焊接方案基础上进行各类核心配置的组合试验,最终选定了一套适合用于该客户的方案配置。

在该方案中,激光器选用宝辰鑫同波长环形光斑激光器(DBW)4000/2000W,振镜选用品牌高功率振镜焊接系统,搭载激光扫描测距系统和CCD影像定位系统等,焊接效率高、焊接质量优。

并根据客户需求,将激光器高度集成到一体化系统之中,打破了原有的“1+1=2”的模式,“1+1=1”的系统方案更加节省客户产线空间;并将焊接、运动控制功能高度融合,大大提升了产线效率、生产节拍,降低了生产维护成本,让运行更加可控。

同时,系统还可与客户的生产系统对接,通过MES系统实现对生产数据的实时采集和跟踪,让数据不再成为孤岛,生产数据可以灵活流转,便于生产管理和远程调控。

在该方案中,应用配置如下:

—高性能环形光斑激光器

内置同波长环形光斑激光器(DBW)4000/2000W。该系列激光器采用环形光斑设计,内外环独立可调。扁线电机材料为铜,在进行焊接时,容易炸点,使用环形光斑的激光器,外环加热,内环焊接,可以防止飞溅、得到很好的焊接效果;

—高功率振镜焊接系统

可实现高速扫描焊接,大大提高焊接效率;

—三轴运动机构

X、Y、Z三轴运动机构,使用伺服电机驱动,精密丝杆导轨,带动焊接头在一定的范围内运动,扩展振镜头的焊接范围;

—CCD影像定位系统

使用CCD影像定位系统,可以判断需要焊接位置的装配状态,在拍照OK状态下给出需要焊接的坐标位置,进行精准焊接;

—激光扫描测距系统

可根据用户需求配置,该系统可快速扫描焊接位置,并给出对应的焊接位置高度。

随着计算机技术、自动化技术、机器人技术等的迅猛发展,扁线电机的应用前景将更加广阔。目前,扁线电机已经成为许多高端领域的核心部件,例如精密机器人、医疗器械、高速列车等等。未来,扁线电机的应用前景仍将继续拓展,其发展历史也将继续演进。

转自:创鑫激光

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