1-齒極 2-機殼? 3-線圈? 4-鐵芯

據統計，定子總成約占永磁電機成本的35%。再者，新能源汽車個性化定制需求愈來愈大，多數車型處于中小批量狀態，配裝的永磁電機呈現結構多變、性能寬泛、訂單急切及定子直徑不等（80-400mm）的小眾化現象。

由此，高成本的定子總成生產不可繼續沿用傳統制造方案，而是采用發卡技術、數字技術和信息技術等手段，提高定子產線的柔性度、集成度與高效率，進而減少空間占用、縮短交付周期及降低生產成本。

所用裝備涉及工控性質的清理機、嵌線機、理線機、綁扎機等，也有激光技術的裁剪機、焊接機，還有伺服軸定位的插紙機、加熱機、整形機和套裝機，更有易燃易爆的浸漆、烘干設備，如圖3所示。

作業設備多、投資數額大、工序流轉長、占地面積廣、產品切換慢、機殼薄壁減材加工，這些是定子總成制造路線的顯著特點。

在瞬息萬變的個性化市場時代，電機制造商應：

• 采用機器人裝卸料替代大量人工吊裝；

• 采用AGV小車或懸掛鏈輸送定子件；

• 采用數字化裝備提高換型柔度；

• 采用互聯網進行零件信息、產線狀態、在線實控、訂單分發等數據采集分析；

• 采用液/氣壓自定心快換多工位夾具（見圖4）進行減材件的快速夾松；

• 采用云平臺進行元器件供貨商的最優協同派單等方法，

以此實現定子制造的降本控制，短期內快速換型完成小批量電機的制造，表面粗糙度和圓度分別不超過Ra1.6μm與8μm。

快換多工位夾具示意

1、2-電機殼? 3-夾松結構? 4-夾具底座? 5-定位支承

這類電機的轉子總成主要由轉子軸、轉子鐵芯、永磁體（又稱磁鋼）及其前后擋板等件構成，如圖5所示。

1-發卡定子線圈 2-轉子鐵芯截面 3-軸承

4-永磁體前擋板? 5-止動墊圈 6-永磁體

7-永磁體后擋板? 8-轉子軸? 9-定子鐵芯

不同廠商的IPMSynRM在技術上各不相同，主要是永磁體的尺寸、位置、形狀和數量等方面的差異。

從原理、設計到制作的每一環節，任意一個小變化，特斯拉、BBA、豐田、本田等廠商均會進行多頻次的軟件仿真和硬件測試，形成獨有的核心知識產權。

菲索瑪特Felsomat公司采用模塊化的智能制造集成化方案，創新轉子設計，通過軟件獲取鐵芯的合成磁場圖，改善鐵芯角度和永磁形式，優化工藝路線，進行數字化切削、自動化裝配及數據化分析，使電機轉子經內置永磁和V形開槽對應產生永磁轉矩與磁阻轉矩，最終實現電機低速的最大轉矩角和高速工況的弱磁。

表磁測試涉及磁極數、極性、磁極峰值、角度、面積、寬度和半寬高等參數檢測。

其中，釹鐵硼等稀土材料的永磁體成本約占總成本的44.9%，鋼材和銅繞組結合的定子鐵芯成本占17.4%，鎂鋁合金材質機殼和鋼質轉子的成本分別占12.8%與7.5%。

一旦原材料價格上浮和用工成本增大，永磁電機成本勢必增加，新能源汽車售價必會隨之浮動。

因此，國內電機供應商可借鑒歐美、日韓企業電機降本的有效措施，使電機產品具有集成化、輕量化、個性化的耐用、低價、安全特點，從而使電驅動系的峰值功率密度和連續功率密度可在2020年4kW/kg與2.2kW/kg的基礎上連續倍增。

這些措施包括：

• 轉子軸和支承零件等采用耐磨非金屬材料替代，以降低系統總重和成本；

• 探索應用新型材料，如覆蓋巴克明斯特富勒烯分子的鈷薄膜，以解決稀土資源的匱乏及開采中的毒副作用和環境破壞問題；

• 通過優化電機結構，如極槽比、齒槽比、裂比等，提高材料利用率；

• 重置工藝路線，去庫存，優流程，省資源，除內耗，提效益；

• 引入金屬3D打印，取代流程長、設備多、固資大的生產線；

• 加大自動裝配和柔性切削覆蓋度，在磁鋼插裝、零件裝卸、表磁測試、塑膠固化等環節全部采取機器人操作，轉子軸、擋板、墊圈、端蓋和變速器底殼等件的加工在自動化產線上完成（見圖7），通過減少殘次廢品和提高班產量來降低單件成本等。

圖7? 柔性切削下電機端蓋和變速器底殼的快速裝夾示意

通過生產設備網絡化搭建車間物聯網、生產數據可視化進行生產決策、生產文檔無紙化助力高效綠色制造、生產過程透明化實現中樞神經總控、生產現場無人化提高產量和質量，FANUC公司實現了月生產伺服電機18萬臺、銷售額占世界市場50%、日本國內市場70%的業績突破。

建議國內電機供應商參考借鑒FANUC公司建廠、建線經驗，吸收其在效率發揮、業務拓展、人事優化、財務管理等方面的精髓，打造定轉子合裝測試（見圖8）無人車間，通過深度學習、網絡搭建、聚智創新、協同配售、精準營銷等手段，實現永磁電機基于操作智能、運營智能和商業智能三個層次的全流程化經銷，從而在闊步騰飛的新能源汽車市場上分得一杯羹。

目前，比亞迪、長安、廣汽埃安等OEM官宣正在應用或即將量產多合一電驅總成，華為、巨一動力、威邁斯、智新科技等電驅供應商均展現了多合一開發或配套進程。

上下游企業皆認同，動力總成的深度集成化技術將經歷三大階段：

• 物理集成；
• 動力域深度集成；
• 多域高度集成。隨著集成化程度的提升，將持續地激發出降本增效的潛力。

其中，巨一動力通過多合一電驅產品平臺開發項目和實車測試，真正體現了降本增效效果。

物理集成階段的技術方案是基于六合一的主從分布架構，依據現有平臺的零部件共用策略，電機與電控、減速器共殼體，減少連接線纜和冷卻水管。MCU、DCDC、OBC、PDU等控制器可根據功用集成為逆變磚、電源磚、配電磚等平臺化子系統，共享線束、連接器、殼體，降低硬件成本，且通過平臺化設計適配不同級別的整車，降低開發成本，縮短開發周期。

目前巨一動力的多合一電驅總成已邁過第一階段，走向第二階段的終極方向。經高度集成，其多合一方案能夠大幅降低成本，使重量、體積縮減10%~20%，提升系統高效區面積，降低NVH噪音。

同時，比亞迪、長安、威邁斯等電驅上下游企業表示，共享硬軟件資源降本之外，多合一方案還能夠簡化開發周期，降低開發成本，提升駕乘體驗。

綜合主流OEM和電驅供應商的方案和思路，多合一的降本增效主要是通過兩大方面來實現：

• 多合一方案通過共享殼體、線束、連接器等硬件，融合電子電路和軟件算法，實現BOM降本。
• 多合一方案可以簡化OEM供應鏈的管理，縮短開發周期，實現高效管理降本。