魏雄强:油冷汽车驱动电机槽绝缘研究

文摘   汽车   2024-11-27 13:00   上海  


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引言

魏雄强,高级工程师,现任华域汽车电动系统有限公司前期工艺经理/绝缘专家,长期从事电机绝缘系统研究与电机制造开发,有10余年汽车驱动电机开发经验。曾获上汽集团优秀共产党员,获专利授权三十余件,省、市级科技进步奖两次。

2023年7月27日-28日,由西莫主办的2023中国新能源电驱动系统技术发展大会在苏州汇融广场假日酒店成功举办。本次大会推动了新能源电驱动行业的技术发展,同时加强了电机企业、整车企业、电驱动集成和设备材料厂商以及CAE技术服务企业之间的供需合作。来自华域汽车电动系统有限公司技术中心的前期工艺经理/绝缘专家魏雄强先生在本次大会上进行了“油冷汽车驱动电机槽绝缘研究”的主题演讲

主要内容:

1. 华域电动公司概况

2. 驱动电机槽绝缘的类型

3. 槽绝缘成型工艺及要点

4. 油冷驱动电机对槽绝缘的要求

5. 油冷驱动电机槽绝缘选型

6. 油冷驱动电机槽绝缘发展趋势探讨

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以下为会议演讲内容实录:

槽绝缘其实主要有两大类,一大类就是纯纸这一块。其中抄造和热压是关键工序,像比如说芳纶纸,大家应该都非常清楚,国外垄断了几十年,那国内为什么跟不上?实际上就是这两个工序,但除了原材料的供应以外,抄造和热压这两个工序国内一直做的不是很好。特别是这个热压包括很多同行叫什么压装,这都是一个工序。可以看到他下面这个图,就说他不热压的话他的表面质量是达不到要求的。

同行都比较清楚国内现在也有几家在做的,那不同的纸其实还是有差异的,可以看到他的表面质量、他的纤维、他的分布包括纤维的形状其实是有一些差异,第三张可以看得非常清楚还有一个黑点。可能比如我们国内的企业跟国外著名的几家,他们改变纤维的方法都是不一样的。还有一个就是工艺上面国外很著名的一家是一个长网的工艺,像国内的话有些用长网有些斜网。

用的比较多的都在这里面了。右边这张图中间一般有一个基材,基材可以用很多很多,比如像以前很多6650DMD

这里面的一个关键就是压痕。注意的是压痕的位置要跟我们纸展开的折痕位置一致。然后还有一个就是注意绝缘纸跟铁芯槽的配合间隙,大家根据经验,不然的话到时候插不进去。

除了常规的这些,到了油冷了之后,折痕、耐油性耐水解清洁度都有要求。比如插纸的时候绝缘纸和铁心槽进行摩擦会有一些削就掉下来了。

特别值得一提的是,复合这一块这几年特别是在油冷这块的进步特别大,现在一些耐油的复合已经做得非常的好,原来可能很多我们同行有一个概念我们油冷电机只能用纯纸不能用复合纸,但现在这种耐油的复合已经做得非常的好。还有一个特种的可能也提到了一些,比如说我们改成高压之后我们怎么去提高他的一个耐电晕性能,新方案我们其实都有去做一些研究。

这个是我们关注的一些指标。

实际上这是其中一部分的测试指标,包括一些他的标准给大家分享一下。边缘撕裂度,大家比较熟悉的同行都知道,5591.2也好,20629.2也好,都是右边这种黄条形的,然后在拉力机上去做测试,但是真正实际做过测试的人都知道,如果用这个国标的方法去做,可以看到他是一个V字形的缺口,国标要求是同时断裂,实际上可能很大可能就是在一边断裂。如果你仔细关注国标要求这个方法做的实验是九个,为什么是九个,其他的只要五个,原因就是他很难在中间去断裂。然后我们做的另外美标的方法。

刚刚有讲到压痕的深浅都会对我们工艺成型有影响。另外还有一个就是我们在设计的时候,我们应该考虑我们的纸在电机里面比如说有不同的湿度,然后不同温度下会收缩,比如说很简单的例子,像比如说槽绝缘纸长度,400V的平台一般比如留三个毫米左右,但发现去经过加热之后,因为在整个制程过程中,比如浸漆时发现短了,不满足要求了,因为他可能高温之后会缩短。所以大家在设计时提前就要留余量,我们这边的纸也都做了一些验证。

行业里对这个耐油的方法争议过多,确实现在没有一个统一的标准,包括我们接触那么多的客户,给我们的标准也确实不一样,然后我们自己也做了很多的测试。电气性能来说,实际上那个颜色是可以看到,衰减并不大,但是机械性能的话变化还是挺大。

纯纸不管是哪几家都还可以,现在也有一些复合做的也不错,至少外观看上去都非常好。

大部分的油品,其实像现在这些同行都非常清楚,现在大家都做一些改良,我做实验就很明显的感觉出来,现在相比四年前,现在的油品明显的有提升,一个是油品本身,很多油品做完老化之后,他自身颜色的变化,以前的话变化非常严重,现在会好很多。另外一个油品兼容性对绝缘材料大部分油品差不多,但是有极个别厂家的油品对我们绝缘材料的影响非常的大,非常严苛。

另外在整个测试的过程中大家还要关注的一点是爬电距离。如果大家去按照传统方法计算的话,会发现爬电距离特别的大,如果特别大的话,会发现电机的轴向长度很长,可能也不经济,所以这块大家去做些研究和测试。

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