2023年9月18日，巨力自動化首次在其嘉興工廠對外展示X-pin、S-winding繞組扁線電機(jī)樣機(jī)成果。隨著樣機(jī)成果的對外展示，也標(biāo)志著巨力自動化在X-pin、S-winding量產(chǎn)設(shè)備工藝方面取得重大進(jìn)展。同時，這也是繼2022年底成功交付不等槽寬扁線電機(jī)量產(chǎn)設(shè)備后又一新型工藝的重大突破。

左：S-winding扁線電機(jī)定子，右：X-pin扁線電機(jī)定子

一切為了量產(chǎn)

本次展示的樣機(jī)由巨力自動化“驅(qū)動未來·夢想實(shí)驗室”團(tuán)隊自主設(shè)計打造，其實(shí)在此之前，夢想實(shí)驗室團(tuán)隊已經(jīng)為業(yè)內(nèi)多家整車及電機(jī)企業(yè)客戶完成樣機(jī)試制。

根據(jù)現(xiàn)場產(chǎn)品參數(shù)顯示，本次展示的X-pin與S-winding定子樣機(jī)均為6層扁線，單側(cè)端部尺寸相當(dāng)，均降低至17mm左右。X-pin定子關(guān)鍵參數(shù)方面，焊接點(diǎn)的拉拔力超過500Nm，過流面積超過110%，符合產(chǎn)品初期目標(biāo)要求。S-winding定子采用的是4mm*2mm線徑的扁線，現(xiàn)場工程師告訴NE時代，隨著未來量產(chǎn)選用的扁線規(guī)格的不同，S-winding定子端部尺寸也可以進(jìn)一步降低。

本次與樣機(jī)一同發(fā)布的還包括X-pin和S-winding定子技術(shù)的關(guān)鍵工藝要素。作為未來電機(jī)繞組技術(shù)的重要發(fā)展方向，目前制約X-pin和S-winding技術(shù)量產(chǎn)的主要原因在于工藝。

以X-pin為例，由于通過取消直線段實(shí)現(xiàn)端部尺寸的降低，而在量產(chǎn)過程中扭頭和焊接沒有很好的著力點(diǎn)，所以就容易出現(xiàn)扭頭不到位或焊接不良等情況，也容易造成焊接位置拉拔力強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計的要求，或者損傷絕緣漆，大幅影響產(chǎn)品良率。為此需要重點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)扭頭工裝、焊接工裝以及焊接設(shè)備。本次巨力自動化研發(fā)團(tuán)隊在樣機(jī)的制作過程中，重點(diǎn)模擬量產(chǎn)條件下，該關(guān)鍵工藝的技術(shù)攻關(guān)。現(xiàn)場工程師告訴NE時代，“解決焊接難點(diǎn)是一個系統(tǒng)化的工程，本次除升級焊接工藝及對應(yīng)工裝夾具外，前段的扭頭、成型工藝也對應(yīng)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，系統(tǒng)性解決焊接難點(diǎn)”。

S-winding也稱連續(xù)波繞技術(shù)，顧名思義，與現(xiàn)有Hairpin工藝的二次成型技術(shù)相比S-winding需要在單根扁銅線上實(shí)現(xiàn)連續(xù)折彎，如果單次折彎造成絕緣漆損傷就意味著單根銅線失效。因此在實(shí)際量產(chǎn)過程中，就需要盡可能保證連續(xù)成型下的良率問題。成型完成后為了保證電磁設(shè)計的最優(yōu)，其扁銅線之間并非簡單的疊層，而是難度更高的跨線編織。之后在銅線入槽的過程中，同樣是因為扁銅線是一體成型，因此不能采用原有的插線工藝，而是采用的嵌線工藝，該工藝在自動化生產(chǎn)條件面臨極大挑戰(zhàn)。因此在量產(chǎn)過程中S-winding核心的工藝要素一是連續(xù)成型工藝，另外便是嵌線工藝技術(shù)。本次巨力自動化在樣機(jī)制作過程中，重點(diǎn)驗證了自主設(shè)計的連續(xù)成型工藝和自適應(yīng)嵌線工藝，積累了大量的工藝經(jīng)驗，各項指標(biāo)均達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，可支持后續(xù)的量產(chǎn)設(shè)備制造。

關(guān)于量產(chǎn)計劃，現(xiàn)場工程師透露預(yù)計2024年中旬巨力自動化將交付自動化整線設(shè)備方案。

穩(wěn)定生產(chǎn)是關(guān)鍵基礎(chǔ)

根據(jù)現(xiàn)場工程師透露，巨力自動化目前已經(jīng)成功交付超過28條扁線電機(jī)量產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)線。當(dāng)提及巨力自動化核心競爭力時，總經(jīng)理章日平提到兩個關(guān)鍵點(diǎn)，一是電機(jī)工藝的研發(fā)能力，二是穩(wěn)定的生產(chǎn)能力。

穩(wěn)定生產(chǎn)是電機(jī)企業(yè)客戶最為關(guān)注的方面，其中包括產(chǎn)能的快速實(shí)現(xiàn)，以及長期的生產(chǎn)穩(wěn)定。在產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)方面，除設(shè)備的生產(chǎn)外，關(guān)鍵的環(huán)節(jié)在于設(shè)備進(jìn)廠后的生產(chǎn)調(diào)試階段。通過長期的項目積累，巨力自動化可以做到在完成設(shè)備進(jìn)廠2個月后實(shí)現(xiàn)70%的產(chǎn)能要求，3個月后實(shí)現(xiàn)100%的設(shè)計產(chǎn)能要求，完全滿足客戶的生產(chǎn)任務(wù)。

在長期穩(wěn)定生產(chǎn)方面，巨力自動化在2018年便交付的國內(nèi)首條國產(chǎn)化扁線電機(jī)量產(chǎn)產(chǎn)線至今已經(jīng)穩(wěn)定生產(chǎn)達(dá)到56個月，也是國內(nèi)目前持續(xù)生產(chǎn)時間最長的量產(chǎn)產(chǎn)線。

在工藝研發(fā)方面，巨力自動化重點(diǎn)組建了“夢想實(shí)驗室”團(tuán)隊。該團(tuán)隊擁有從成型到絕緣的整套工藝研發(fā)能力，此次X-pin、S-winding產(chǎn)品的工藝驗證便來出自該團(tuán)隊。并且為了能夠有效驗證量產(chǎn)線工藝，巨力自動化斥資數(shù)千萬元投資了一條內(nèi)部使用的試制產(chǎn)線，模擬正常量產(chǎn)環(huán)節(jié)，針對新工藝進(jìn)行量產(chǎn)的可行性驗證。本次X-pin、S-winding的量產(chǎn)工藝驗證也在該產(chǎn)線上進(jìn)行。

除本次首次對外展示的X-pin和S-winding定子產(chǎn)品外，在去年巨力自動化便重點(diǎn)開發(fā)了業(yè)內(nèi)少有的不等槽寬的電機(jī)工藝技術(shù)，并獨(dú)家為國內(nèi)某電機(jī)客戶實(shí)現(xiàn)自動化產(chǎn)線交付，助力其實(shí)現(xiàn)新技術(shù)產(chǎn)品的穩(wěn)定量產(chǎn)，并為其后續(xù)的產(chǎn)能擴(kuò)展繼續(xù)提供設(shè)備服務(wù)。

在談到未來電機(jī)的工藝技術(shù)路線時章日平提到，“電機(jī)工藝技術(shù)依然在不斷進(jìn)化中，對比來看，各種工藝路線都有其明顯的理論優(yōu)劣勢，所以未來仍將是一個共存的狀態(tài)，以X-pin、S-winding為例，目前代表的量產(chǎn)企業(yè)是聯(lián)合電子和蔚來汽車。巨力自動化作為設(shè)備企業(yè)，將依托自身34年電機(jī)量產(chǎn)設(shè)備的經(jīng)驗積累，為客戶提供更多電機(jī)工藝選擇的可能，并且竭力幫助其實(shí)現(xiàn)后續(xù)的穩(wěn)定量產(chǎn)”。

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