联合电子X-Pin电机实拍

近期，首批500件 X-Pin样件在联合电子太仓工厂下线，标志着X-Pin绕组技术在国内的首次成功落地应用，该批样件将应用于国内某主机厂旗下的自主品牌DHT车型。

从2021年联合电子首次提出X-Pin绕组概念，并在开发过程中克服X-Pin绕组的诸多结构与工艺难点，联合电子终于在2023年6月率先实现批产应用，这既是X-Pin绕组技术的里程碑，也是X-Pin绕组在大批量工业应用中开启的新篇章。

Pin电机种类
定子绕组采用矩形截面导线的电机被称为Pin电机。与普通绕线式电机不同，Pin电机不是先将圆导线绕成特定的线圈再由机器嵌入定子槽内，而是将扁铜线预成型，插入定子槽内，并在一端或者两端再次成型并焊接好，形成整个定子绕组。
按照定子直径分类，联合电子共有三种不同直径的Pin电机，直径从小到大依次为SMG2U153、SMG2U180和SMG220。按照轴向长度分类，联合电子提供的Pin电机具有灵活可变的轴向长度。SMG2U153和SMG2U180电机轴向长度范围涵盖60mm-160mm，SMG220电机轴向长度范围涵盖86mm-150.5mm。Pin电机有三个主要优点：

1.槽满率高：由于采用扁铜线，比圆导线更好地填充定子槽内空间，具有更高的槽满率，即增大了每匝绕组的截面积，减小绕组电阻，从而降低铜损，其效率要高于传统绕线电机，进而提高整车的续航里程。

2.散热性好：采用扁铜线的另一大优点是散热性好。与圆导线相比，形状非常规则的扁铜线在定子槽内匝间可以更紧密的贴合，与定子齿、定子轭部也可以良好接触，热传导更好。同时，电机端部区域具有更大更规则的暴露表面，这意味着定子绕组有更大的散热面积，使得Pin电机输出具有更高的持续性能和更长的峰值持续时间。

3.批产稳定性好：扁铜线的应用可以采用自动化程度更高的产线，适合于批量化稳定生产，排除了人工因素对质量的干扰。同时，自动化的应用大大提高生产节拍，成本更优。

Pin电机在电磁设计阶段就充分考虑集肤效应和临近效应的影响，兼顾电机NVH性能通过多目标优化寻找一个最优的电磁方案和扁线的最佳长宽比，从源头解决电机的NVH问题。同时针对NEDC和WLTC工况进行高效区间效率优化，续驶里程更长。联合电子Pin电机所有核心部件均采用平台化设计，成本更优；可根据客户不同需求供应有效部件或整机，供货范围更灵活； 博世同步平台开发及技术支持，支持力度更强；本土化研发团队技术认可及技术支持，响应速度更快。

X-Pin绕组技术的起源

联合电子是博世在中国的合资公司，成立于1995年。已形成发动机发动机、变速箱、电驱，网联四大业务部，建立了上海、太仓、无锡等地的研发中心和生产基地。基于整车对电动化趋势的需求，联合电子于2009年成立电驱业务部，其业务包含电机、逆变器、电驱系统以及OBC、DCDC、PDU、功率模块等产品。其中电驱系统核心业务三合一电驱动总成、电机以及功率模块位于江苏太仓，DCDC、OBC、电控生产基地位于上海。

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联合电子作为扁线电机的核心供应商，其扁线绕组技术源于I-Pin绕组平台。相比Hair-Pin、Wave-Pin等其它扁线绕组流派，I-Pin绕组具有槽满率高、工艺流简单、生产节拍快等显著优势，同时由于其Pin线插入工艺极其简单，也具备设备换型容易，质量稳定性高的特点。但是其代价是牺牲了绕组端部高度，导致其端部包络空间偏大。
为了推进绕组技术进步，打造更具竞争力的驱动电机产品，联合电子在I-Pin绕组的基础上推出了创新的X-Pin绕组技术，X-Pin绕组首先可改善I-Pin绕组端部过高的技术痛点，其次X-Pin绕组继承了前述I-Pin绕组基因中的结构、工艺优点，再次X-Pin绕组也无需焊接前的切平工艺，因此使产品具备极大的技术优势与成本优势。

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以联合电子SMG220平台为例，在相同的电磁方案下，X-Pin绕组相比I-Pin绕组可缩短43%，相比U-Pin( Hair-Pin)绕组可缩短25%，相比W-Pin(Wave-Pin)绕组也可缩短8%（如图2所示）。同时X-Pin绕组完美的继承了I-Pin绕组的高槽满率优点，其相比U-Pin绕组可提高5%，相比W-Pin绕组可提高14%。
缩短端部绕组高度的核心难点在于如何缩短Pin线焊接时的焊点高度，随之带来的工艺难点在于如何在极小的空间内避免激光焊接能量对漆膜的过热灼伤，同时又必须保持足够的焊接强度以保证焊点可靠性。此外由于X-Pin的端部不存在直线段提供强变形定位，因此扭转工艺需要极为精确的轴向位移补偿以及周向角度匹配。虽然工艺上难点众多，但是X-Pin绕组带来的巨大技术优势已经使其成为国内众多厂商的热门研究方向。

联合电子X-pin电机技术

扁线电机主要有三条技术路线：Hair-pin、I-pin、S-winding。三种技术路线都有各自优势，目前Hair-pin为主流，I-pin以联合电子、博世为代表，S-winding以博格华纳为代表。S-winding对扁线的要求更高，加工费也更高。长安汽车最新发布的蓝鲸iDD混合动力系统使用的就是S-winding电机。联合电子于2022年推出的X-pin于近期在工厂下线。

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2022年10月底，联合电子在博世技术平台上介绍了其新一代电驱动系统方案。新一代电驱动方案采用共壳体设计方案，将电机壳体、控制器下壳体已经部分减速器壳体实现集成。从公开的示意图来看，定子绕组采用原X-pin方案，根据联合电子发布的数据槽满率达到74%，端部尺寸相比I-pin缩短27mm，相比连续波绕缩短4mm。最高耐压可达1200V，局部放电耐压可达3300V。

电控方面，将搭载新一代功率模块PM6。EMC滤波组件与电容实现集成，整体布置更加简洁。新增水冷板散热，提升功率模块散热。采用全新的安全状态设计方案SEDSS。相比ASC方案，SDESS可保证在功率模块失效时，电机仍可自由转动。即使在车辆故障的情况，车轮仍可转动，降低拖车成本。

性能上来看，新一代电驱动峰值功率200kw，轮端峰值扭矩4150nm，轮端峰值转速1940rpm，CLTC工况效率达到92.8%。得益于集成化的设计思路，功率密度达到3.5kw/kg。在油冷技术的加持下，持续输出功率达到130kw，占比峰值功率区间达到65%。可兼容400V/800V电压平台。

新一代的电机解决方案——X-Pin技术更是能给整个系统带来极致的性能。X-PIN绕组是I-PIN的技术升级方案，通过优化端部线型，在最大化保持现有I-PIN槽满率、平台兼容性的优势，同时通过优化线型改善I-PIN绕组端部尺寸高的劣势。创新的X-Pin技术以更短的绕组端部高度，实现更高的功率密度；采用单插槽插入，槽满率可达74%；采用更薄的硅钢片和油冷设计，效率高达98%。
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联合电子开发的X-Pin绕组作为当前先进绕组技术的典型代表，其更强的竞争力产品和更低的产品成本将进一步提高客户的满意度。