6月27日，在2023第三屆xEV驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)暨產(chǎn)業(yè)大會，躍科智能制造(無錫)有限公司制造技術(shù)部經(jīng)理胡效介紹，躍科智能制造（無錫）有限公司，是一家專業(yè)的驅(qū)動電機智能制造系統(tǒng)解決方案提供商，針對當前行業(yè)技術(shù)痛點，躍科開發(fā)的第二代Hair-pin設(shè)備，為我們的客戶搭建出極具競爭力的扁線電機生產(chǎn)能力。另外，躍科目標在2024年底前實現(xiàn)“3+3計劃”，即3個月完成首件下線，3個月完成生產(chǎn)爬坡至滿節(jié)拍生產(chǎn)，為客戶提供極致的項目開拓支持。

以下是演講實錄。

胡效：大家上午好！很高興代表躍科給大家做分享，剛才聽到黃博士這邊介紹關(guān)于電機的理論，都是非常深奧的知識，感覺也是受益匪淺，我這邊從制造的角度、工藝設(shè)備的角度給大家?guī)矸窒恚裉斓闹黝}是第二代高集成度定子產(chǎn)線介紹，其中0.5s/pin的設(shè)備幾乎是做到了行業(yè)極致。

今天的介紹分三部分：

第一，公司介紹。

第二，關(guān)于我們第二代設(shè)備的介紹。也是本次介紹的主要部分。

第三，扁線電機技術(shù)路線探討。

OK，這是我們公司可以看到最右邊三個比較重要的數(shù)據(jù)，第一個就是2020，我們公司實際上是2020年成立的，然后成立時間到目前為止3年多一點，也是在疫情過程中成長起來的一家公司，我們公司目前主要做扁線電機自動化生產(chǎn)設(shè)備。

可能在大家眼里我們公司是一匹黑馬，因為確實成立時間也比較短，但是我們在去年就已經(jīng)拿到了市面上接近6個億的訂單，在這個細分領(lǐng)域基本上也是處于第一、第二的水平。公司目前差不多有500人，專利申請超過100項。

這是我們公司位置的情況，目前我們公司在無錫有四個地方，綠色圈四個地方，一二三工廠加上右下角的研發(fā)中心，研發(fā)中心是我們最近剛剛?cè)腭v的研發(fā)中心，黃色圈地方是我們自建廠房，目的已經(jīng)拿到地面4萬平地正在建設(shè)，大概明年下半年會搬遷到里面。

這是我們公司業(yè)務模塊介紹，第一部分我們做扁線電機研發(fā)支持服務，這里面包括電機電磁方案、繞組設(shè)計還有工藝開發(fā)這塊的技術(shù)支持服務，也是為客戶提供了產(chǎn)品層級幫助，扁線電機制造環(huán)節(jié)是比較重要的環(huán)節(jié)，相對于一般汽車類產(chǎn)品來講，它的制造工藝是比較難的，而且在行業(yè)上來看也是一個比較新的，在電驅(qū)領(lǐng)域應用是比較新的技術(shù)，在制造工藝這一塊是比較重要的，所以我們公司很大的優(yōu)勢就是在于能夠為客戶提供產(chǎn)品層級的一些技術(shù)支持。

第二個就是ABC樣品試制，前期做工藝驗證包括幫客戶做產(chǎn)品的樣品開發(fā)這一塊。

第三個是我們核心業(yè)務，要做扁線自動化生產(chǎn)線。基本上我們95%銷售額都是來自于這個。

第四個是我們轉(zhuǎn)子。

第五三合一裝配，我們也是在做業(yè)務的拓展，我們目標是要做三合一整包生產(chǎn)線。

第六部分是我們公司軟件系統(tǒng)的服務，這一塊包括智能工廠這一塊，也是基于我們自己的自動化設(shè)備做的。

這張圖是我們比較典型的發(fā)卡定制全自動生產(chǎn)線，15萬產(chǎn)能的線，節(jié)拍2分鐘，是全自動的，上下料包括插線，包括切平焊接有一個工裝蓋板，包括后面滴漆涂敷過程轉(zhuǎn)運都是全自動的，整個線是三個人，在最后有裝溫度傳感器、電性能測試、下線檢查有些人。

這是我們公司波繞定子生產(chǎn)線布局圖，這個產(chǎn)線是國內(nèi)目前自主開發(fā)的第一條也是唯一一條批量的波繞定制生產(chǎn)線，這個產(chǎn)能20萬，單機節(jié)拍75秒。

這是我們公司軟件系統(tǒng)介紹，然后包括智能視覺算法，算法這一塊視覺技術(shù)在我們扁線電機生產(chǎn)過程中應用比較多的，包括我們漆皮檢查、線輪廓和2D投影尺寸做檢查，包括擴口之后、扭轉(zhuǎn)之后都可以做視覺檢查還有激光焊接，焊接前的視覺引導、焊接后的質(zhì)量檢查等等視覺應用比較多，我們公司可以做自主視覺程序的開發(fā)。

我們進入到第二部分，第二部分就是第二代的Hairpin設(shè)備的介紹，這個布局圖還是剛才發(fā)卡布局圖，這個布局也是目前市面上比較典型的一種發(fā)卡生產(chǎn)線布局方案，這里面有幾個痛點，第一個痛點就是線成型，設(shè)備數(shù)量多、占地面積大，線成型我們知道發(fā)卡線，槽數(shù)越多、層數(shù)越多發(fā)卡數(shù)量就會越多，但是我們發(fā)卡是一根一根做出來的，所以你的產(chǎn)品設(shè)計的時候，如果槽數(shù)層數(shù)增多，或?qū)е抡麄€產(chǎn)線線成型數(shù)量會明顯增加，然后整個占地面積也會特別大，投資也非常高。

第二個就是扭頭擴口這一塊，我們現(xiàn)在扭頭擴口基本上是兩臺分開設(shè)備，扭頭過程中會有扭轉(zhuǎn)口工裝，這個工裝比較難加工業(yè)比較容易損壞。

第三個是切平焊接，切平焊接這個地方目前市面上主流方案還是用整體的縮緊盤，然后這個縮緊盤在焊接前套上去，套上去縮緊，去切斷，切斷焊接，這個過程工裝的周轉(zhuǎn)、工裝一致性也是一個挑戰(zhàn)。

第四個滴漆涂敷這一塊，絕緣處理工藝還有很多加熱過程，加熱過程能耗是非常大的，然后以前傳統(tǒng)大鏈條爐子里面有七八十臺在加工，很容易導致批量報廢。針對痛點我們公司也做了很多時間研發(fā)新一代設(shè)備解決這樣的難題。

目前我們第二代方案就是這么一個四臺主要核心設(shè)備，第一臺就是我們的右下角線成型插線一體機，這個可以做到單機0.5s節(jié)拍。

第二臺是擴口扭頭，我們把它集成到一臺設(shè)備商，然后我們扭轉(zhuǎn)筒不需要了，沒有這種傳統(tǒng)扭轉(zhuǎn)筒的設(shè)計。

第三個是切平焊接一體機，我們把裝甲工裝整合到我們設(shè)備商，不是隨機工裝形式的，周轉(zhuǎn)和一致性問題得到解決。

第四個是滴漆涂敷這一塊，我們上了電加熱的，單站式的傾斜滴漆，不管是能耗還是這種對于產(chǎn)線質(zhì)量控制，都更加有幫助。這是我們的線成型和插線一體設(shè)備，這個設(shè)備是一臺成型機可以覆蓋差不多20萬產(chǎn)能，按48層8槽定制計算的話，一臺線成型覆蓋20萬層。可以做到0.5秒，相對于傳統(tǒng)方案的話，我們占地面積縮小一半，我們插線也是全新插線概念，傳統(tǒng)的插線就是把銅線拿著一根根豎直插到線杯里面，然后再把線杯收攏整體抓出來插入鐵芯，我們這個方式是完全不一樣的。

擴口和扭頭，這個設(shè)備我們是把它集成到一起，然后我們擴口是一圈爪子套入銅線里面拉開然后扭掉，這個過程不需要扭轉(zhuǎn)筒設(shè)計的，然后也是避免了扭轉(zhuǎn)筒加工復雜、容易損壞的問題。

第三個是切平焊接一體設(shè)備。我們把隨行工裝做在設(shè)備里面，沒有扭轉(zhuǎn)過程，沒有裝甲和上下料過程，然后它的一致性也比較好，因為它是固定在設(shè)備上，不是隨行工裝，整個節(jié)拍單機達到60秒，占地面積相應有所縮減。

滴漆我們做的電加熱滴漆設(shè)備，帶一個閉環(huán)溫度監(jiān)控系統(tǒng)，我們公司其實滴漆涂敷一直在做，我們滴漆設(shè)備基本上都是一起配套在賣的，從前面最古老大爐子形式，鏈條隧道爐形式，后面的分體式單站式滴漆再到現(xiàn)在的電加熱滴漆我們設(shè)備都是已經(jīng)開發(fā)出來。

這是一個產(chǎn)線配置方案的對比，目前我們新的這一套概念20萬產(chǎn)能的話，還是基于48槽8層的定制，因為Hairpin的數(shù)量和焊點數(shù)量會影響到數(shù)量的節(jié)拍，基于48槽8層可以做到20萬產(chǎn)能各配一臺，滴漆10臺，滴漆還要根據(jù)產(chǎn)品疊高判斷，因為有些產(chǎn)品的疊高比較高的時候，滴漆時間會相對長一點，工位數(shù)也會多一點。

30萬產(chǎn)能的話我們第一臺設(shè)備配兩臺，中間兩臺設(shè)備配一臺，滴漆增加到15個工位。這是兩種方案的布局對比，場地面積也是明顯縮小，基本上可以縮到長度縮小了10米。

交付這塊，我們新的設(shè)備我們是要把它做得更加標準化，基于這個標準化我們能夠有更好的交期，更好的調(diào)試速度，我們爭取在2024年底實現(xiàn)“3+3計劃”，就是交付3個月，調(diào)試3個月滿產(chǎn)，然后當然這里面有一個前提條件，比如說像激光，我們提前要做備貨，包括西門子的一些件，也要提前做準備，但是我們基于這種長交期問題解決之后，我們可以爭取做到三個月的交付時間。

這塊是設(shè)備對比，我們第二代設(shè)備，無論從各個方面，節(jié)拍、占地面積、自動化率、換型、交期、質(zhì)量穩(wěn)定性都有比較大的提升。

這邊是我們這幾臺實物的設(shè)備，前面展示四臺設(shè)備在我們自己研發(fā)車間里面，這實物已經(jīng)出來，我們在調(diào)試，各位朋友或者客戶，想去參觀交流的話，可以聯(lián)系我們，可以去到我們車間做一個面對面的交流。

然后我們第三部分，第三部分關(guān)于扁線定子技術(shù)路線探討，這邊我列了四種比較常見的，市面上比較常見定字類型，第一種最主要的Hairpin的發(fā)卡，這種基本上是90%以上的占比率。然后第二種是Ipin，Ipin現(xiàn)在只有博世那邊在做，占6%左右。然后波繞定子，波繞定字目前據(jù)我們了解，正在量產(chǎn)的電驅(qū)動場合正在量產(chǎn)也就只有博格華納的，然后占比3%，最后就是Xpin現(xiàn)在新的概念，它并不是繞組形式的創(chuàng)新，它只是焊接搭建方式的變化，能夠介紹端部高度。

這是幾種產(chǎn)品工藝路線對比，這里面發(fā)卡定子就是我們把單根銅線經(jīng)過矯直然后去切斷、折彎、3D壓磨之后做成發(fā)卡形狀的銅線，把它插到我們工裝里面，插入線杯工裝之后整體把線杯整體抱出來，插入鐵芯，我們對直線端端部做扭轉(zhuǎn)，然后切平焊接。

第二個是Ipin定子，線成型沒有3D成型過程的，它是銅線做成直線段，單槽插入，單槽比如六層就有六根，八層就有八根，并在一起插到鐵芯里，它插入之后兩頭都需要扭轉(zhuǎn)、切平焊接，它的工序會多一點，但是它單站復雜度會低一些，因為我們發(fā)卡成型過程中，不同的線型對模具的要求等等控制都是不一樣的，它的插線過程也是非常復雜，Ipin它的線成型和插線非常簡單。

第三種是波繞定子，基本概念就是我們相當于做線成型，把一根線做成波浪型，有很多塊，目前我們之前交付產(chǎn)線定子一根銅線做成波繞之后大概有3米長，做出來波繞銅線會做成排列和交叉，排列交叉就是我們在叫彈夾工裝，把這個線鋪起來，鋪起來之后這些線并不是平鋪幾根線，它是互相之間要有高低關(guān)系的交疊，為了實現(xiàn)電磁方案。

排列好之后進行卷繞，卷到工裝上面，這個工裝非常關(guān)鍵，再把工裝帶著銅線一起放到鐵芯內(nèi)徑，弄到鐵芯里面去，這是基本的工藝路線，當然波繞這塊也有其他的像分離設(shè)計，就是它的鐵芯是分體鐵芯，內(nèi)鐵芯和外鐵芯，然后這樣的話卷繞直接卷到內(nèi)鐵芯，之后再把外鐵芯壓裝到內(nèi)鐵芯上面，這也是另外一種方案。

第四個是Xpin，可以從發(fā)卡來也可以從Ipin來，它前面的工具跟Ipin和發(fā)卡是沒有區(qū)別的，區(qū)別在于扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)沒有直線段，所以扭轉(zhuǎn)過程比較困難，扭完之后焊接的搭接是直接的搭接，不帶切平，直接斜面搭接。

我重點講一下Xpin波繞，因為X-pin和波繞是比較創(chuàng)新的地方，X-pin這邊主要幾個技術(shù)難點：

第一，扭轉(zhuǎn)的時候控制，因為我們Hairpin扭轉(zhuǎn)的時候你會抓著它直線段，那個直線段大概10-12毫米，扭轉(zhuǎn)工裝把直線段抓著去扭，是有著力點的，但是Xpin沒有這個著力點，所以扭轉(zhuǎn)過程基本上就是我們工裝從側(cè)面波動銅線，邊波動邊滑片邊退行，然后實現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，它的運動控制你要保證波桿在槽艱巨里面不要產(chǎn)生干涉，因為銅線產(chǎn)生越來越傾斜的時候，它側(cè)面間隙越來越小，所以你要根據(jù)變化的規(guī)律去匹配你扭轉(zhuǎn)的退行規(guī)律，控制上是比較難的。

第二個是銅線一致性，因為Xpin定子我們焊接的時候是沒有切平工序，不帶切平工序?qū)︺~線長短角一致性要求非常高，這個過程實際上是一個系統(tǒng)工程，它從前面的送線，甚至送線張力控制都會影響送線精度，然后2D折彎過程中，線腿一致性，3D軋膜回彈量是不是一致，插線壓入到底之后它是不是露頭是不是一樣高，扭轉(zhuǎn)之后規(guī)律是不是一致等等，這些因素都會影響到你最后焊點搭接，這一塊其實是整個Xpin風險最大的地方，扭頭焊接都能搞定，但是一致性如果搞不定，產(chǎn)線良率可能會有一些大的影響。

第三個就是焊接夾持，因為我們還是講發(fā)卡，發(fā)卡前面有一個直線段，焊接的時候夾緊是把前面的直線段抱夾，四面都可以夾住的，比較好操作。Xpin裝夾沒有辦法去抱著夾，只能從鏡向，因為兩側(cè)是斜面，只能從鏡向夾面，而且操作非常小，對工裝設(shè)計要求非常高。而且我們?yōu)榱吮ＷC焊接效率我們一般都要做整體式夾持，而不是單點夾持，單點夾持效率跟不上，所以整體夾持方案比較需要花腦筋思考。

第四個是焊接的熱影響，最下面的圖片，它這個爬電距離，Xpin焊接的時候要去漆皮，去完漆皮剩下一點點交叉累壓就是爬電距離，從絕緣系統(tǒng)上面是有一定要求的，400V至少要做到四五個毫米，800V電機可能要10-12個毫米。

這個地方就是很關(guān)鍵，如果說你的焊接時候熱影響大了把漆膜燒壞了，這個爬電距離就不夠了，另外它跟產(chǎn)品設(shè)計也有關(guān)系，比如說你是48槽、54槽、72、96槽，槽數(shù)越多它的線越綿密，越綿密交叉區(qū)間越短，爬電距離相對就越短，xpin的定子就是槽數(shù)太多不太好，可能我覺得極限在54槽，72槽以上的話槽艱巨太小，交叉爬電距離太短，比較難做。

然后那兩個灰色的圖片，我把它稍微模糊了一下，這是我們公司做的Xpin樣品，目前這塊也是跟有家客戶在商討xpin量產(chǎn)線的訂單，總體上我們還是比較有信心去解決這個問題的，能夠推動它的量產(chǎn)化。這塊是波繞的，波繞的話也是幾個工藝難點：

第一，線成型，我們看到最左邊的圖片，我們是通過上下工裝對頂，非常復雜的鉸鏈鏈感機構(gòu)，對機構(gòu)加工精度、控制精度要求非常高，做不好容易存在傷線。

第二，卷繞，卷繞的時候我們把銅線工裝里，實際上是向卷繞工裝外經(jīng)卷到內(nèi)徑，它有一個向內(nèi)變形的過程，這個變形過程中，容易出現(xiàn)一些變形不可控的情況，導致傷線問題。

第三，嵌線，嵌線的時候也是，他是從工裝里面脹到鐵芯里面去，是向外變形的過程，就是卷繞和嵌線，向內(nèi)變形和向外變形兩個過程它會使你銅線非常不可控，尤其銅線線規(guī)格比較粗的時候，線比較粗的時候做波繞是比較困難的。

第四，皇冠服帖，我們發(fā)卡定子線成型的時候會有銅線給壓出來臺階彎，就是頂部你看到的S臺階彎，那個臺階彎就是為了實現(xiàn)銅層的避讓，相鄰層避讓，我們波繞成型的時候做不成那個臺階彎，實際上是平面的波繞線，這個臺階彎最后在卷繞成型之后要通過內(nèi)外壓力壓鑄出來，皇冠端不會像發(fā)卡那么服帖、規(guī)整，如果還是同樣的，你在做整形過程中，如果你銅線抗力比較大、線比較粗、比較硬，成形過程中可能會導致銅線之間擠壓損傷，所以波繞其實難的是什么？難的基于現(xiàn)在的工藝方案，它的線規(guī)格不要太粗，線規(guī)格一旦大了之后，工藝難度會明顯增加。

這一塊我們也是公司研發(fā)第二代波繞技術(shù)，我們這邊有些從產(chǎn)品設(shè)計還有設(shè)備開發(fā)這一塊，也是有些新的想法，我們正在驗證。這個圖片是我們幾種產(chǎn)品的對比，發(fā)卡Ipin、波繞、xpin我們基本上是3V1格局，概念上來講Xpin最好，端部高度可以達到波繞一樣的端部高度，然后它的可制造性又可以達到發(fā)卡的可制造性，所以說它概念上是最好的，當然它有它自己的現(xiàn)實困難。

發(fā)卡定子為什么是現(xiàn)在市占率最高的產(chǎn)品？因為它的產(chǎn)品設(shè)計跟制造工藝的平衡是最好的，它電磁方案比較靈活，你可以做一些跨成線、跳成線、同層跨線這種，然后把basbar放在皇冠端、焊接端都是可以的，所以電磁設(shè)計上比較靈活，電磁方案比較好做一點。

第二個就是制造方面，制造方面整個的工藝流程、設(shè)備基本上慢慢趨向于標準化了，然后Ipin這一塊，它加工工藝不難，不好的地方是兩端端部高度都有點高，兩端都有10毫米的直線段，浪費了端部空間，但是因為它插線的時候是一槽一槽往里面插的，所以單槽槽滿率可以適當提高一點，可能比發(fā)卡定子槽滿率提高3-5%個點，但是這個可能還無法去沖抵它軸向空間的損失。

波繞定子端部高度最小，清潔度最好，這個清潔度它的沒有辦法，別的產(chǎn)品沒有辦法替代的，因為波繞不需要做去漆皮，不需要做切平扭轉(zhuǎn)焊接，這些過程都會產(chǎn)生碎屑，碎屑對于清潔度的影響是很大的，尤其是后面的800V油冷電機，目前來講它的制造難度是最大的，它的電磁靈活度也相對低一些，它這種交叉的方式、不管是現(xiàn)在的定點交叉還是做這種跟發(fā)卡類似的螺旋交叉這種方案，它整個電磁方案的設(shè)計都會有一些限制。

Xpin剛才提到了，它能夠?qū)崿F(xiàn)波繞端部高度，實現(xiàn)發(fā)卡可制造性，所以它的概念上是最好的，但是它現(xiàn)在主要問題還是在于剛剛說的搭接一致性問題，合格率問題；第二個就是它爬電距離，焊接的地方，怎么樣去控制減少熱影響，保證它的爬電距離，這塊也是需要解決的，如果爬電距離這塊保證不那么好，可能800V應用風險會高一點，400V我覺得沒有什么問題。

這邊是我的分享，大家有需要交流的可以添加微信，回頭我們可以做一些交流。謝謝。

主持人：好的，非常感謝胡經(jīng)理，一個是高效率0.5s/pin的成形技術(shù)，另外關(guān)于X-pin、Wavepin這種新型電機繞組技術(shù)，在從工藝層面也指出了一些關(guān)鍵的，一個是關(guān)鍵點，另外一個就是解決方案，再次感謝一下胡經(jīng)理。還是我們演講之后，都有一個提問，大家有想了解的嗎？好的。

提問：因為現(xiàn)在Xpin比較看好，對你來講你在開發(fā)產(chǎn)品到底重點放在哪個線上面？

胡效：現(xiàn)在我們主流還是要保證發(fā)卡訂單，xpin我們現(xiàn)在正在跟一個大客戶，正在溝通批量線的訂單，我們自己家里做一個半自動樣品制造，基于半自動生產(chǎn)過程，我們會去確認它的可行性，如果半自動生產(chǎn)過程、打樣過程做下來評估風險是OK的，我們就會跟客戶定下來這個項目，如果xpin后面確實很好，后面可能會主流引導客戶切換到xpin上面來，因為它確實有優(yōu)勢。

提問：后面改變不大吧？

胡效：基于發(fā)卡方案的話，大概80%相同，20%會有些變化。

提問：焊接的地方是吧？

胡效：對，扭轉(zhuǎn)和焊接，當然線成型里面為了保證它的一致性，需要額外增加機構(gòu)，保證它的線成型更加穩(wěn)定一點，主要是在扭轉(zhuǎn)和焊接兩個工位不太一樣。

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