从内燃机转移到电池和电动机的偏移是巨大的。但是，否则否认制造商和供应商正在追求的挑战是一项挑战。

面对新的法规，以帮助减少全球碳排放，原始设备制造商（OEM）别无选择，只能将重点从柴油和汽油转向电池。几乎每个OEM现在都公布了他们对电动汽车的计划。范式转变激起了传统电机制造商和少数初创公司开发新技术的兴趣。

无论是电动汽车，卡车或拖拉机，牵引电机都对制造车轮旋转至关重要。这就是为什么许多汽车制造商，如宝马，福特，通用汽车和大众汽车在内部装配电机。

例如，福特花费1.5亿美元来翻新其53岁的Van Dyke传输厂，以英镑高度，MI，以批量生产电子电机。通用电机还采用垂直综合的方法，采用其模块化的Ultium Drive Power Star系列，该系列由三个可互换电机组成。

“与其他具有复杂的推进系统一样复杂，资本密集并包含大量的知识产权，我们总是更好地让他们自己制作，”GM全球电气推进的行政总工程师Adam Kwiatkowski说。

“大多数ultium驱动部件，包括铸件，齿轮和组件，将在[我们]现有的全局推进机构上的全球性零件上建造在共享，灵活的装配线上，”Kwiatkowski解释说。“[这将允许我们]更快地增加EV生产，实现规模经济并调整[我们]的制作组合以匹配市场需求。”

“接管车辆工程中的内燃机的作用，电子电机是电动汽车的基本建筑块，以及电池和电力电子，”沃尔沃汽车首席技术官Henrik Green，致力于在Skövde，瑞典的电动火车厂组装电动机。

格林解释说:“将电动马达的开发引入公司内部，可以让我们的工程师进一步优化整个电动传动系统。”“这种方法将(使我们)在能源效率和整体性能方面取得进一步的进步。”

虽然有许多不同类型的电子电机设计，但每个设备都有四个基本组件：转子，定子，主体组件和电池控制模块。并且，除内燃机（ICE）外，部分零件较少。电子电动机通常仅在冰中仅具有约20个移动部件与200或更多。

自动组装

随着oem和供应商提高电动汽车产量，除了整个电机本身，更多的机器人将被用于组装更小的零部件。一个理想的自动化候选领域是转子装配，其中近公差带来了许多挑战。

转子和定子装配应用程序使用机器人挑选，缠绕和形状线圈或绕组。机器人也可以用于连接，压转子轴，焊接和粘接，加上螺栓连接在一起的身体。

“准确，将胶水自动注入磁体壳体对于确保磁铁的保留，即使在15,000 rpm或更高的情况下，帕特里克马修斯表示，即使在15,000 rpm或更高的旋转速度下也是必不可少的。“测试和检验也是整个电机生产的持续活动，机器人在非常紧张的公差范围内不断监控质量和正确的组装。”

由于汽车工业最近的电气化转变，ABB等供应商在业务中看到了一个上升。特别是，它们正在生产更多的自动化系统，用于组装电动机。根据马修斯的说法，电机市场中的两个主题是不断变化和持续的产品改进。

“对于参与电动汽车的每个人，整个种族都是关于生产汽车更快，质量更高，”马太福斯说。“要这样做，你需要真正扩大发展，这就是我们认为这是一个挑战和新的地平线。多年来，OEM发现很容易在低卷中建立，但是当您需要在一个月内建造成千上万的组件时，挑战就会来。“

ABB工程师正在开发机器人装配电池，可以帮助制造商实现这些大容量。

马修斯解释说:“我们希望帮助他们达到500到1000台的产量，然后进一步扩大规模。”他补充说，保持高水平的质量至关重要。“电机不再是一种利基产品;它们正在成为主流，它们需要正确地(组装)。”

ABB在传统的身体商店和动力列车应用中使用了丰富的经验，以开发更灵活的EV电机制造方法。

“我们在标准线上的串行流程意味着所有零件在另一个部分地进入车站，”马修斯解释道。“我们现在现在采取了这个过程，并正在看并行生产。通过更多平行的基站，零件在一起下线，使一个特定部件的所有部件在一起呈现在一起。然后在进入下一个站之前完成完整的组件或主要部分 - 然后完成。“

根据马修斯的说法，电动机制造商的平行与串行生产有四个关键优势。“第一个优点是你克服了'一个下来，所有下来'的概念，这可以减慢或停止串行生产，”他指出。“在一个并行过程中，您可以继续运行一两个单元格而不关闭整个行。

“第二个优势是船上或[资本设备支出]，”马修斯说。“花费的卷基于缩小的卷。通过并行过程，您可以扩展细胞，因此您不必在开始时投资资金。“

另一个优点是在在线保持生产的同时将更多产品添加到混合中。此外，马修斯声称并联生产系统更加灵活。

“我们有顾客从一个植物中​​服用细胞并将它们移到另一个植物，因为卷在一个[设施]中落后，但在另一个人的上涨，”马修斯的说明。“他们拿走了细胞，将它移到了工厂，一周内安装了它，并在本周末获得了生产。

“新方法有实际的优势，”马修斯说。“我们看到使用这些灵活的方法有5％到10％的效率改进。很多取决于工厂的结构方式 - 无论是布朗菲尔德还是格林菲尔德 - 但在传统的系列生产过程中肯定会有可扩展性和节省性。“

Matthews指出，电动机的装配线与冰线相比有很大的过程。例如，涉及的金属切割和加工得多。

“不再有大型机器中心，而且钻井，攻丝和碾磨较少，”马修斯解释道。“我们看到了更多的装配，成型机和烤箱，用于加热和固化。还有更多的电线绕组。“

小，轻质的开始

许多企业家和初创公司正在争抢开发创新的EV电机技术。其中一个是Saietta Group，这是一种基于英国的公司，其希望在适合各种电动车辆应用的新电机上固定其希望。

其轴向通量牵引力（AFT）电机是模块化的，轻巧和实惠的。独特的设计具有双转子，轴向 - 磁通永磁体，与分布式绕组和纱线定子相结合。Saietta的首款商业产品，AFT140专为中型摩托车和最终送货车而设计。但是，该公司声称，其他版本的AFT电机可用于其他类型的EV。

由于英国先进推进中心的批准，该公司正在讨论各种汽车制造商和1层供应商。赠款使得生产在牛津郡的试点植物中每年升至150,000个单位。但是，Saietta的远程计划是每年批量生产数百万电机。为了帮助实现这一目标，该公司正在与Brandauer和AEV组合作。

“Brandauer专注于冲压，它正在帮助我们扩大谷物导向钢的切割和包装，”Saietta首席执行官CEO CEO Wicher Kist说。“AEV专注于灌封电气部件，需要导电，以便进行排热量，但从电气的角度来看。”

Kist表示，发动机线圈的独特设计将影响AFT的量产。

“大约99％的电动机具有钢结构，其用作梭芯，以便将铜线线圈，”Kist解释道。“但是，我们创建了一种离散线圈，其类似于天线的线圈。

“有了它，我们扭结，以确保电流的一边是一个磁铁对齐，另一边对齐，以形成一个电路。”Kist指出。“我们已经这样做了96次，然后在每边插入6个母线来创建一个圆。

“然后将线圈置于圆形并以螺旋布置，”添加kist。“此时，该组件设计用于自动化，因为我们倾斜到批量生产，而不是手工建造，这是初始阶段。”

接下来，单独的离散线圈沿着传送带沿着输送带倒，并配对，以使电流进出，然后在将其丢弃到定子环中，并将其放置在装配到装配线上。

Kist解释说:“我们合作过的公司之一是Royal Enfield，它在印度生产摩托车。“然而，它想让发动机稍微大一点，并将两者粘在一起。他们还表示有兴趣将电机制造留在国内。”

到Infinitum及以后

Infinitum Electric的工程师开发了另一种新方法，他们发明了一种使用印刷电路板(PCB)硅定子的电机。该公司开发了一种家用电器设备，称为IEh系列，比传统的电动马达轻50%，安静30%，效率高10%。该公司最近还同意向一家北美供应商提供IEm系列电机，该供应商参与了混合动力汽车的开发。

Ben Schuler，CEO和创始人表示，“[我们]将钢和蚀刻铜导线的定子从每个电机和蚀刻铜导体中拉出来。“拆下铁制成[更有效]，更小，更轻，更柔软，更耐用的电机。

“我们与汽车供应商的合同适用于研发和将油冷却技术应用于定子，”Schuler解释道。“我们在整个过程中找到了我们可以通过施加油来增加定子的功率密度和性能来冷却电机而不是空气，就像我们在其他产品上一样。”

“我们建造了整个电机，但IEM系列 - 与[我们]的通用产品不同 - 不是标准的产品线，因为我们没有标准的移动产品，”他解释说。“虽然我们为客户设计产品的需求，但有很多现成的解决方案。很多汽车都不同，因此它们具有不同的电源和电压要求。“

Schuler表示，他公司的长期目标是成为大型汽车OEM的电子电机供应商。他的配备有限公司的自信车将在接下来的两到三年的道路上。

“[我们的独特属性是某种东西]，没有其他人在市场的EV方面已经完成了，”舒尔尔。“这已经拆下了铁，并使用已经在汽车中的电路板。有了这个，我们可以获得更高的效率并消除核心损失。“

另一个优点是储蓄原料。“我们的电动机比大多数大多数更轻，很重要，这很重要，因为整个对电动汽车的运动都建造在气候变化和更高效，”舒勒说。“原材料的运输是一种巨大的贡献，气候变化和我们想要减少的东西。”

Schuler表示，电动汽车制造面临的最大挑战是漫长的开发时间。他指出:“这更多的是关于OEM开发周期，而不是电机(生产)，尽管你仍然需要创建和批准电机。”

“我们有一个专有的设计软件平台，我们可以输入用户的规格，命中回车，然后我们的设计文件可以发送给世界各地的任何PCB商店，”Schuler解释道。“我们可以在几天或几周内创建样本，而不是几个月或多年来，其中一些产品采取。”

Infinitum Electric的创新设计的另一个优点是传统电机装配线所需的传统资金投资。

“他们经历了很多不同的生产阶段，但我们是一个简单的基于硅的PCB，我们可以很容易地打印出数千个，”Schuler。“这是一个急剧精简的生产过程。

Schuler说:“我们的流程是无晶圆厂的。”“很像一些半导体制造商的一些模型，我们订购的是现成的组件，唯一的资本成本是模具和铸件的住房。如果客户想让我们用他们的房子，我们会照办。

舒勒补充说:“我们实际上只是将组件组装起来，进行测试，然后发货给客户，而传统的电机制造商则需要在组件上盖章、缠绕绕组等。”“他们的方式更加劳动密集型。”

Infinitum Electric的生产目前约为5,000个单位，但通过组合缩放自己的设施并使用合同制造合作伙伴关系，Schuler表示，该公司将于2023年达到“数十万单位”。

“电动机每年全球消耗超过53％的电力，”Schuler。“当一切接管的电气化接管时，该号码才会增加。但是，如果所有这些汽车都是我们的，我们将能够减少CO₂每年减少近10亿吨的排放量，节省多达1.2万亿千瓦时。

“我知道那些数字是天空中的馅饼，但它显示了使用更轻，更高效的电机可以制造的差异，”Schuler。

回到未来？

Draper Laboratory Inc.还在开发出新的电动机系列，这些电动机是比传统的EV电机制造更强大，高效，更轻，更便宜。除此之外，它们不需要稀土材料。

德雷柏汽车业务发展经理萨布丽娜•曼苏尔(Sabrina Mansur)表示:“电动汽车对电机性能的要求越来越高，但传统电机所需材料(钢、铜线圈和稀土磁铁)的重量和成本限制了电动汽车的性能。”“我们最近获得专利的方法是用轻薄和广泛使用的材料取代那些材料。

“几乎所有电动机都使用磁性以产生扭矩，”Mansur解释。“对于几个世纪来，工程师已经知道来自电场的力量也可以利用电场，但是这些所谓的静电电动机被认为太弱而无法与其电磁堂兄弟竞争。

Mansur称:“通过利用最先进的材料、新颖的设计和几十年的制造专业知识，我们正在开发强大的新型电机，打破以往静电电机所面临的扭矩障碍。”

“我们的电子电机使用薄的电极和电器，与传统电机相比，将体重减轻80％或更高，”Mansur指出。“根据我们的模拟，这转化为电动汽车最多25％的范围延长，电动车最多25％，而且为无人机最多40％）。”