艾伦塔斯:800V及以上新能源汽车电机绝缘漆解决方案的探讨

科技   2024-11-16 11:35   上海  


本期我们将带来艾伦塔斯电气绝缘材料(珠海)有限公司EVHEV项目经理段宗友的深度洞见。段总就驱动电机绝缘材料——电磁线和浸渍漆抵抗脉冲电压的解决方案展开分享和讨论。



 段宗友

 艾伦塔斯电气绝缘材料(珠海)有限公司

 EVHEV项目经理

 演讲主题:800V及以上新能源汽车电机

 绝缘漆解决方案的探讨



段宗友现场演讲照片

演讲内容精华分享

对于更高的脉冲尖峰电压(浪涌电压)强度,提高PDIV(局部放电起始电压)或者耐脉冲尖峰电压的能力是解决方案。除优化控制器或缩短控制器到电机电缆的长度这类系统控制方法外,本次段总着重介绍如何提高驱动电机绝缘材料——电磁线和浸渍漆抵抗脉冲电压的能力。

浸渍漆方面提高填充率,尽可能使其无气隙(若是滴漆工艺,倾斜滴漆成为必要),填充绝缘纸和铁芯间的空隙。

电磁线方面目前阶改性聚酰亚胺漆包线是最优解,或加厚漆膜PI聚酰亚胺线(双倍漆膜厚度0.22mm以上)、加厚漆膜低介电PI聚酰亚胺线(双倍漆膜厚度0.22mm以上)、高PDIV线(VP 1700V以上,可以有耐电晕性能)、PEEK绝缘。

电磁线

首先,段总提出驱动电机电磁线应选择圆线还是扁线,并以普通聚酰亚胺PI为例(介电常数3.2),将圆线和扁线做对比(如下表)。段总还提到,增加圆线的绝缘厚度会降低漆包线的柔韧性,且漆包线圆线有首尾匝相遇的问题。

关于新能源汽车扁线电机用漆包线漆的种类,有日系、欧美和国内三大技术设计派别。日系技术设计主要以高耐温的聚酰亚胺为主,高耐热,耐过冲能力强。耐电晕性能不是排在首选;欧美技术设计有200级复合线扁线,也有漆包外加PI薄膜绕包的扁线(主要减轻Hairpin加工过程中机械应力对绝缘漆膜的损伤);国内品牌技术设计可以看出国内品牌新能源汽车扁线电机对电磁线的要求博采众长,兼容并蓄,既满足了电机的性能要求,又能在一定的成本下实现规模生产。

关于PEEK绝缘线,其优点在于:

✦ 耐油、耐水解能力强

✦ 高机械强度和刚性,便于加工

✦ 耐磨性好,自润滑性

缺点有:

✦ 玻璃化温度低,155-160℃左右。155℃后介电常数增大,PDIV降低。

✦ 表面光滑,对铜线附着力差。需要和特殊浸渍漆配合使用。

✦ 因为是挤出线,双边厚度达到0.36mm以上,太厚,槽截面铜含量减小。

✦ 材料成本高和挤出工艺导致成本很高。

由于改性聚酰亚胺PI具有耐电晕性能、耐油耐水性能、降低介电常数、滑性改进、耐磨的加工性能,因此目前阶段是800V及以上平台电机用电磁线最优解。当然如果PEEK改进了它在应用中的缺点,它也是一个非常不错的选择。

段总还介绍了EVHEV扁线电机用240级耐高温聚酰亚胺漆包线涂层典型结构(800V及以上平台)、EVHEV扁线电机用耐高温240级耐电晕、耐ATF油聚酰亚胺漆包线涂层典型结构(800V及以上平台)—油冷电机和EVHEV Motor耐高温240级耐电晕、耐ATF油、高PDIV的聚酰亚胺漆包线涂层典型结构—800V及800V以上平台。

浸渍漆

关于浸渍漆,段总指出其关键控制点是减少空隙,关注铁芯和绝缘纸间空隙填充,提高PDIV和填充率,在800V以上平台尤其重要。

目前发卡电机焊接端绝缘保护由第一代技术环氧粉末涂覆,面临着粉尘(环境)问题和颗粒问题。对此,Elantas提供了滴漆和沉浸的解决方案,具有用料少、成本低、优良耐ATF油能力、易涂覆(可控制厚度)和环境友好无粉尘的优势,其典型应用如下。

针对EVHEV永磁电机转子磁钢粘结材料,目前市场上有点胶工艺(环氧胶、浸渍漆)、注塑工艺、灌封工艺(其他改性材料),其中注塑工艺有着容易造成模具堵塞、有气孔从而浪费产品和能耗高的劣势。而Elantas的235SG,EC5000点胶工艺具有优良的粘结性能、低温固化(室温或40℃)、生产易操作的优势。

最后,段总指出目前存在的问题是缺少统一标准,具体如下。


来源:CWIEME上海线圈展

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