面向量产工艺双箭齐发 巨力自动化首次对外展示X-Pin、S-winding绕组技术
2023年9月18日，巨力自动化首次在其嘉兴工厂对外展示X-pin、S-winding绕组扁线电机样机成果。随着样机成果的对外展示，也标志着巨力自动化在X-pin、S-winding量产设备工艺方面取得重大进展。同时，这也是继2022年底成功交付不等槽宽扁线电机量产设备后又一新型工艺的重大突破。
左：S-winding扁线电机定子，右：X-pin扁线电机定子
一切为了量产
本次展示的样机由巨力自动化“驱动未来·梦想实验室”团队自主设计打造，其实在此之前，梦想实验室团队已经为业内多家整车及电机企业客户完成样机试制。
根据现场产品参数显示，本次展示的X-pin与S-winding定子样机均为6层扁线，单侧端部尺寸相当，均降低至17mm左右。X-pin定子关键参数方面，焊接点的拉拔力超过500Nm，过流面积超过110%，符合产品初期目标要求。S-winding定子采用的是4mm*2mm线径的扁线，现场工程师告诉NE时代，随着未来量产选用的扁线规格的不同，S-winding定子端部尺寸也可以进一步降低。
本次与样机一同发布的还包括X-pin和S-winding定子技术的关键工艺要素。作为未来电机绕组技术的重要发展方向，目前制约X-pin和S-winding技术量产的主要原因在于工艺。
以X-pin为例，由于通过取消直线段实现端部尺寸的降低，而在量产过程中扭头和焊接没有很好的着力点，所以就容易出现扭头不到位或焊接不良等情况，也容易造成焊接位置拉拔力强度达不到设计的要求，或者损伤绝缘漆，大幅影响产品良率。为此需要重点技术攻关扭头工装、焊接工装以及焊接设备。本次巨力自动化研发团队在样机的制作过程中，重点模拟量产条件下，该关键工艺的技术攻关。现场工程师告诉NE时代，“解决焊接难点是一个系统化的工程，本次除升级焊接工艺及对应工装夹具外，前段的扭头、成型工艺也对应进行了优化调整，系统性解决焊接难点”。
S-winding也称连续波绕技术，顾名思义，与现有Hairpin工艺的二次成型技术相比S-winding需要在单根扁铜线上实现连续折弯，如果单次折弯造成绝缘漆损伤就意味着单根铜线失效。因此在实际量产过程中，就需要尽可能保证连续成型下的良率问题。成型完成后为了保证电磁设计的最优，其扁铜线之间并非简单的叠层，而是难度更高的跨线编织。之后在铜线入槽的过程中，同样是因为扁铜线是一体成型，因此不能采用原有的插线工艺，而是采用的嵌线工艺，该工艺在自动化生产条件面临极大挑战。因此在量产过程中S-winding核心的工艺要素一是连续成型工艺，另外便是嵌线工艺技术。本次巨力自动化在样机制作过程中，重点验证了自主设计的连续成型工艺和自适应嵌线工艺，积累了大量的工艺经验，各项指标均达到预期目标，可支持后续的量产设备制造。
关于量产计划，现场工程师透露预计2024年中旬巨力自动化将交付自动化整线设备方案。
稳定生产是关键基础
根据现场工程师透露，巨力自动化目前已经成功交付超过28条扁线电机量产设备产线。当提及巨力自动化核心竞争力时，总经理章日平提到两个关键点，一是电机工艺的研发能力，二是稳定的生产能力。
稳定生产是电机企业客户最为关注的方面，其中包括产能的快速实现，以及长期的生产稳定。在产能实现方面，除设备的生产外，关键的环节在于设备进厂后的生产调试阶段。通过长期的项目积累，巨力自动化可以做到在完成设备进厂2个月后实现70%的产能要求，3个月后实现100%的设计产能要求，完全满足客户的生产任务。
在长期稳定生产方面，巨力自动化在2018年便交付的国内首条国产化扁线电机量产产线至今已经稳定生产达到56个月，也是国内目前持续生产时间最长的量产产线。
在工艺研发方面，巨力自动化重点组建了“梦想实验室”团队。该团队拥有从成型到绝缘的整套工艺研发能力，此次X-pin、S-winding产品的工艺验证便来出自该团队。并且为了能够有效验证量产线工艺，巨力自动化斥资数千万元投资了一条内部使用的试制产线，模拟正常量产环节，针对新工艺进行量产的可行性验证。本次X-pin、S-winding的量产工艺验证也在该产线上进行。
除本次首次对外展示的X-pin和S-winding定子产品外，在去年巨力自动化便重点开发了业内少有的不等槽宽的电机工艺技术，并独家为国内某电机客户实现自动化产线交付，助力其实现新技术产品的稳定量产，并为其后续的产能扩展继续提供设备服务。
在谈到未来电机的工艺技术路线时章日平提到，“电机工艺技术依然在不断进化中，对比来看，各种工艺路线都有其明显的理论优劣势，所以未来仍将是一个共存的状态，以X-pin、S-winding为例，目前代表的量产企业是联合电子和蔚来汽车。巨力自动化作为设备企业，将依托自身34年电机量产设备的经验积累，为客户提供更多电机工艺选择的可能，并且竭力帮助其实现后续的稳定量产”。
