2020年Automotive World：电动化相关技术（1）

  本报告将主要介绍在2020年Automotive World（日期：2020年1月15日～1月17日、展会地点：东京国际展览中心）青海展馆举办的第11届EV/HEV驱动系统技术展和第12届汽车电子技术展、西展馆举办的第6届汽车零部件和加工博览会、第10届汽车轻量化技术展上展出的电动化相关展品中有关电动动力总成和电机的零部件。

日本电产展台展出的E-Axle	青海展馆现场

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  德纳（Dana）是一家知名的传动系统、车桥零部件供应商。近年来致力于电动化，包括收购加拿大TM4和意大利SME Group等，本次也展出了向电动式车桥转型的展品。

eS5700r e-Drive Axle

  该展品布置在展台正面，用于卡客车，最大输出功率130kW的电机和逆变器与包含同轴式减速机的传动系统一体化。正在TM4的中国工厂生产。

eS4500i e-Drive Unit

  该展品结合德纳的SPICER变速箱和TM4 MOTIVE的电机、逆变器，适用于商用轻卡。

eS5700r e-Drive Axle	eS4500i e-Drive Unit

eG3000i e-Gearbox System

  这是一款可实现EV动力总成的1挡减速机。组配最大扭矩270Nm、最大输出功率120kW、转速可达14,000rpm的电机。

48V eS1100i LSEV

  这是一款低速电动车用减速机。组配48V SSG式驱动电机。

eG3000i e-Gearbox System	48V eS1100i LSEV

IPM 300 Motor Generator System

  这是德纳收购的英国Ashwoods的产品，是一款将用于工程机械的液压泵与柴油发动机(20kW)与电机(10kW)结合的混合动力系统。液压泵既可以由发动机驱动也可以由电机驱动。

IPM 200 Motor

  这也是Ashwoods的产品，是一款最大扭矩45Nm、最大输出功率5～15kW的电机。适配电源电压为24～96V的搬运装置和轻型车。

IPM 300 Motor Generator System	IPM 200 Motor

电池组冷却板

  这是一款集成在电池组中用于冷却电池的铝制水冷冷却板。该产品发挥了德纳的铝钎焊技术，确保冷却的均衡性并实现了轻量化。

  此外还展出了其他冷却设备，包括对IGBT两面进行水冷的功率半导体冷却器和ADAS控制单元冷却器。

燃料电池堆、金属隔膜

  德纳还展出了燃料电池堆和组成电池堆的金属隔膜。该产品由用于电动客车和氢燃料轨道等公共交通系统的燃料电池双极板组成，通过密封一体式隔膜提升气密性，有助于降低成本、减少零部件数量。

电池组冷却板	燃料电池堆、金属隔膜

  博格华纳（BorgWarner）以变速器等传动机构闻名。在该公司的展台上展出了多项利用2015年收购的Remy（北美电机、电子元件制造商）、2017年收购的Sevcon（英国电动车电力电子元件制造商）的技术的电动动力总成。

P2混合动力模块

  该P2模块安装在发动机和变速器之间，小型套件内集成驱动电机、发动机可断开离合器、起步控制装置、双质量飞轮。展品为开发产品，尚未确定是否量产。

P2混合动力模块 展板：P2混合动力模块	混合动力电机定子与ISG

集成驱动模块（iDM）

  该系统由电机、逆变器、变速器组成。电机搭载原Remy使用发夹式绕组的NVH250，最大输出功率为125kW@330VDC。

HVH410电机

  该产品为原Remy的重型车电机，重140kg，最大扭矩2,000Nm，最大输出功率270kW。作为一款量产品，有内置于外壳内的版本和转子/定子总成版。

集成驱动模块（iDM） 展板：集成驱动模块（iDM）	HVH410电机

P3混合动力链驱动系统和加热器

P3混合动力链驱动系统和加热器

  图片中央是铃木Solio配套的轻度混合动力链驱动系统，组配10kW电机。右侧是电动车车室加热器。

  在日本电产的展台陈列展出了正在中国工厂生产或准备生产的名为E-Axle的电机、逆变器、减速机一体的大小5款单元。开始量产的只有配套广汽集团的Aion S、Aion LX的150kW款，但日本电产希望于2020～21年开始量产缩小尺寸，输出功率100kW、70kW的单元，2022～23年开始量产50kW、200kW的单元。这些产品将在浙江省平湖工业区新建的电机工厂生产，但减速机将另行采购。

  E-Axle是一款电机、逆变器、减速机一体化的EV驱动单元。电机的线圈利用冷却液直接冷却，逆变器采用水冷。本次仅展出了外形样品，并未展出技术说明或切割模型。

E-Axle一览	开始量产的Ni150Ex：150kW级

（放大图片） Ni50Ex：50kW级 / Ni70Ex：70kW级 / Ni100Ex：100kW级 / Ni200Ex：200kW级

  在黑田精工的展台介绍了该公司开发的3种层压工艺，分别是凹槽层压、激光焊接层压和粘合层压。尤其重点展出了名为GlueFASTEC的粘合层压磁芯工艺。粘合层压磁芯具有比传统嵌缝层压更出色的优点，包括高精度、低铁损耗、高隔热性、高刚度、低振动、低风噪、高剥离强度等，有望扩大在电磁钢板轻薄化的电动车电机用途的市场。

  粘合层压磁芯之外还提出了电动车常用的嵌入磁铁式同步电机中插入的转子磁芯的磁铁固定方法，即使用热硬化树脂的磁性树脂粘合。

黑田精工的展台 展板：粘合层压磁芯GlueFASTEC	电动车磁芯展品

  大同特殊钢（大同电子）展出了利用粉末细化和晶界扩散技术的PLP(Press Less Process）烧结钕磁铁（少量/不含重稀土类物质）和热挤压加工钕磁铁（MQ3 NEOQUENCH-D），本报告将介绍新展出的 (1) 圆弧磁铁多层IPM-SM、(2) 各向异性钕粘结磁铁。

圆弧磁铁多层IPM-SM

  考虑采用容易制成圆环状的热挤压加工钕磁铁。使用多个圆弧磁铁，提高磁阻转矩的同时还能提高磁力矩。与V型布局的HEV电机（丰田第3代Prius的电机）相比，最大扭矩提升11%、最大输出功率提升21%。磁铁推荐使用形状自由度高的PLP，而不是切断圆环状磁铁。

各向异性钕粘结磁铁

  作为主要用于辅助电机的粘结磁铁的新举措，展出了各向异性钕磁铁，而非各向同性。该产品在磁场中进行粘结磁铁的成型工艺，相比各向同性钕磁铁提升了残留磁通密度和矫顽力。

展板：圆弧磁铁多层IPM-SM	展板：各向异性钕粘结磁铁

TOP：车载电机

车载电机

  TOP（Takefu Original Production）是2003年武生松下电器清算后成立的一家开发、生产电机的企业，除了车载电动助力转向器（EPS）电机，还致力于驱动电机。

  展出的HEV驱动电机是配套目前正在量产的斯巴鲁XV的10kW内置磁铁型同步电机，通过12个沟槽分割的磁芯、圆线集中绕组进行树脂模塑。作为一款共同开发产品（斯巴鲁负责磁路设计）以定子总成、转子总成的形式交付。

ADATA：摩托车、推车电机

  ADATA是一家台湾企业，作为内存制造商为人熟知。该公司设有动力总成部门，包括开发在内的50人团队于2年前开始运营。以电动摩托车为主生产电动动力总成，销往中国、台湾。

  展品是10～20kW的电动摩托车和推车电机、控制器，绝大部分产品电源电压为DC48～96V，效率在91%以上。

20kW电机	摩托车电机、控制器

  绕组机制造商NITTOKU（2019年8月由“日特工程株式会社”更名而来）的展台前介绍了盒式绕组工艺的新技术。

  传统的插入式工艺中，从前一道工序“绕组”到“插入线圈”，缠绕的线圈杂乱并会产生重叠部分，有占积率低、可信度下降的问题。而盒式工艺使用充填了在“绕组”工序中排列好的绕组的绕组盒“插入线圈”，通过排列线圈避免低占积率（从45%提升至50%）。

利用盒式工艺的定子	展板：高效电机的绕组方式

  盒式工艺与插入式工艺相比不仅占积率更高，对漆包线的损伤少，线圈端部尺寸也更小。另外还提到，由于使用直径小的绕组，相比发夹式SC绕组在高速运转时的性能更出色。

展板：盒式工艺的说明	展板：盒式工艺与其他工艺比较

  Fine Steel Engineering展台前展出了“平角线自动卷芯”，但是实物套上了外罩并未公开。据介绍，“平角线自动卷芯”采用了独有的工艺，不进行切割将平角线绕在卷芯上，而非插入像发夹一样的分段线圈进行焊接的一般工艺，但详情不明。

  该公司在中国浙江省设有工厂，为多家公司供应电机卷芯，在展会上展出了EV、HEV电机卷芯。

平角线绕组藏在外罩内	EV电机卷芯

  另外，除了卷芯的冲压，还进行交流发电机的绕组、感应电机转子的铝导体铸造等，还展出了铜铸转子，该产品熔点高，生产时的问题较多。

交流发电机的定子绕组总成	铜铸转子

  电动车电机像本田的双电机混合动力系统i-MMD（配套Accord、Insight等）一样增加了分段线圈（SC）式绕组。使用平角线的分段线圈绕组将成型为发夹状的漆包线插入定子的卷芯后焊接端部作为线圈，但由于焊接部分的绝缘皮膜会被熔化，因此使用绝缘树脂进行绝缘。

  展出的耐热性端子密封绝缘材料，通常将加热过的绕组定子总成的端部浸入绝缘材料粉末进行粘附后，在170℃的熔炉内硬化20分钟左右。另外还展出了磁性粘合剂和用于粘合层压磁芯的粘合剂。

HEV/EV绝缘树脂展品	展板：端子密封绝缘材料

TS Precision： 使用平角线的SC绕组

  该公司介绍了一款成型机，当使用平角线进行分段线圈（SC）绕组时，会将平角线以1匝线圈的发夹形状成型。该技术起源于德国，可利用压型、卡盘、弯曲滑块的多重手段相结合进行加工成型。

TS Precision展品 （在第一实业的展台展出） 展板：公司简介	模具与成型线圈

Asada：铜总线板的成型

  专营弹簧材料的贸易公司Asada演示了利用其经营的台湾产成型机进行的成型。通过铜总线板成型对多处进行弯折，生产节拍为7.3秒。过去一直作为弹簧制造商的成型机使用，据称近年来电动车相关的绕组和总线板成型的业务咨询逐渐增多。

台湾产成型机 放大图片：铜总线板成型	成型后的弹簧、分段线圈和总线板

卷收式水冷外壳 放大图片：最左侧是将铝材料卷起进行粘合前的加工品

  宁波沃伏龙机电 (Ningbo Wolf Electro-Mechanical Co., Ltd.) 是一家位于中国浙江省宁波市的铝制电机外壳制造商，展出了卷收式液冷电机壳。水冷电机外壳的制造方法有高压铸造法（HPDC）、低压铸造法（LPDC）以及使用砂模的重力铸造法等，而该展品并非使用这些方法，而是将铝制挤压材料卷曲成型。

  水冷的水套直接使用挤压材料的中空部分，密封性良好，由于要对卷起1圈的部分进行焊接，因此对这部分的管理变得尤为重要。展品在接合后进行了加工，因此无法确认接合面。

  展品还有改变轴方向缠绕数次形成长尺寸外壳的旋转式或循环式液冷电机壳。

JST：3个零部件通过摩擦焊接接合

  该公司介绍了作为EV电机轻量化手段之一的中空轴。该展品由中央的管道和两头的铸件，3个零部件摩擦焊接接合而成，根据展出介绍重量从传统铸件的3.25kg减少至中空轴的1.55kg，实现轻量化，但成本提高了15～20%左右。

中空轴展品（西展馆） 中空轴展品（青海展馆）	中空轴切割模型

兼松KGK：GFM产中空轴锻造机

  该公司介绍了奥地利GFM产中空轴锻造机。都筑制作所介绍的径向锻造加工机就是由该公司采购的，在日本大约共有4台左右正用于汽车零部件的加工。

中空轴展品	展板：GFM产中空轴锻造机 展板：径向锻造简介

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关键词
AUTOMOTIVE WORLD、电动化、轻量化、锻造、铸造、eAxle、电机、逆变器、发电机、变速器、减速机、加热器、德纳、博格华纳、日本电产、黑田精工、大同特殊钢、TOP、ADATA、NITTOKU、Fine Steel、Somar、TS Precision、Asada、宁波沃伏龙机电、JST、兼松KGK

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