2024電動車馬達解密 ( II )

解決了馬達設計上的難題，下一步就是馬達生產上的困擾，以下分為不同的部分一一說明之。

一、繞法變化

平角線若採用傳統馬達繞線法，首先會遇到進出口線的空間問題，導致平角線無法使用傳統馬達線圈的堆疊方式；如下圖所示，會有起繞線堆疊在線圈最內側，需要有額外的空間讓線材跑出來，但平角線缺乏任意成形的自由度，因此除了早期日本有嘗試過，讓筆者看過一些樣品後，就改變繞線方式了。

第二次討論的繞法則是挑選平角線短邊做折彎繞線，如下圖所示，漂亮的解決了馬達進出口線的問題。筆者也親自繞線測試過，銅具有良好的變形量確實可行，但漆包線表層的絕緣漆撐不住，直接破裂造成層間短路，因此此種繞法的研究也就不了了之，目前知道日本方面還有再持續努力中，採用先成形在做絕緣處理的方式進行。

現今主流的繞法都改為波繞進行，與傳統的疊繞、同心繞等大相逕庭，在馬達設計上需要重新學習，在製作上也並非一氣呵成，是將平角線圈切半後，插入馬達矽鋼片當中，最後用焊接的手法將馬達線圈做導通連接。然而受到擺放位置的變化，造成每一層的平角線間距不同，使得對應的生產設備複雜化許多，插入擺放時也會有嚴格的順序排列，相較於傳統馬達製作上困難許多；唯一的好處是這樣的設計結果，反倒十分適合使用自動化設備生產，因此筆者看好未來的發展可能性，只是國內有沒有車商品牌，故判斷這是終究是竹籃打水一場空，也就不想投入研究了。

二、無效端部繞組限制

採用平角線，真實目標是提高馬達效率，而馬達漆包線圈其實真實有作用的區域是在矽鋼片範圍之內，超過矽鋼片的兩端都稱為馬達無效端部繞阻，是一個不想要但必然存在的尷尬點，因此端部線圈越短越好。然而平角線彎折角度過大，會導致絕緣皮膜破裂；之前也有為了避免漆包線破裂而降低彎曲角度，導致端部長度過長，馬達效率不升反降的情況。由此可知，並非單純的使用平角線，就能提高馬達效率，後續的生產技術如何有效降低無效端部繞阻去抑制非預期的損失，才能達到原始馬達設計的目標。

三、線圈焊接製程

由於波繞仍須完成線圈的閉迴路，將線圈利用焊接的方式連接在一起。這平角線的焊接，筆者也琢磨了好一陣子，甚至搞錯了重點方向，浪費了許多時間，所幸終究是摸索到了焊接重點，可以不受限於雷射焊接工藝，有多種選擇的自由度。

四、自黏矽鋼片快速製程

上篇文章中有提到，電動車馬達設計得使用新的低鐵損矽鋼片，方可完成高效率的目標，為此需取消矽鋼片的鉚點設計，採用黏著的方式來堆疊矽鋼片。然而過往的自黏矽鋼片生產工藝太緩慢，且須導入特殊治具及設備，經濟效益並不高，沖壓廠商投入的興致缺缺；所幸藉由中鋼的協助，提供了相對快速及簡易的生產方案，大幅提高經濟效益。

筆者觀點：

其實經過這2~3年的投入及研究，電動車馬達確實從基本物料到後續的馬達生產製程，都已經找出脈絡及方法，再來就是等待批量生產時的良率及產能的提升。然而筆者最為疑慮的買家是誰，其實一直都沒有答案。目前都是要求馬達先產出，再去尋找客戶，然而這種傳統馬達的銷售思維，在使用圓形漆包線的情況下，都不是問題；一旦客戶對馬達規格有意見要求調整時，大多可以藉由繞線條件或是矽鋼片積厚的變化修改，就類似煮飯，可以調整飯量多寡或是鹹淡之類的，基底其實並未變化，僅適量的調整。平角線的馬達設計，一旦要進行規格變更，漆包線尺寸、矽鋼片槽型、生產設備這些全部要改，不具備傳統馬達的調整優勢，可以說是生出來時就定型了，因此與客戶確認規格需求，筆者認為是優先工作，尤其是電動車的應用，各大車廠的減速機不同，期望馬達的工作轉速也會有差異，不可能硬裝一顆錯誤轉速的馬達來使用。

所幸目前富田已然成功進入電動車產業，至於其他後進者，只能多多鼓勵了；而筆者選擇放棄。

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