新能源车驱动电机绝缘材料可靠之解

发展新能源汽车已不可逆转,其显著优势更是备受瞩目,但混合动力和电动车的发展却面临着诸多挑战:

➤ 续航里程不足

➤ 充电时间长

➤ 对充电桩(站)配套的依赖




提高驱动电机额定电压——


最不容忽视的技术手段



电动汽车由锂电池、电机与电控系统三大核心组件组成。


因此,应对当前挑战的关键途径是:

➤ 提高电池能量密度

➤ 增强驱动电机和动力系统效率

➤ 增强系统电压




高电压要求更高性能的绝缘材料



电压增强,瞬时电流加大,导致电机温度瞬间从150~180℃升至200~240℃或以上,这就要求相关材料须极耐高温


提高电机效率,可延长电池寿命和单次充电行驶里程,但需平衡电机小型化趋势和绕线密度增加之间的矛盾,这就要求进一步提高材料的绝缘性能。


当电压增至700V及以上时,驱动电机电磁线材料既需耐受220℃以上高温,还应保持优异的电气性能、足够的强度和耐受加工过程中的剧烈弯曲以及冷却液(如变速箱油)的化学腐蚀。


为此,找到合适的材料解决方案成为解决问题的关键。





高压电机绝缘技术直接影响电机运行的可靠性、使用寿命和技术经济指标。


作为世界领先的商业化电磁线绝缘解决方案供应商,POLYWEL特种聚合物丰富的产品系列,涵盖了所有与绝缘相关的解决方案,从汇流条、端子及连接器,到电磁线、槽绝缘内衬和线束绝缘膜,都有助于电机在高电压下的运行稳定、安全和可靠。

 


1、为电磁线绝缘材料提供性能最为全面的聚合物解决方案



Ryton® PPS适用于最高温度达200℃的工况,优于变压器电机电磁线绝缘层材料要求的160℃,方便加工成矩形或其他形状,以满足部件设计的要求。


当电压超过600V时,Torlon® PAI可以安全应对高达240℃的峰值温度,漆包线生产商毋须改变加工工艺便可生产出合用的涂层电磁线。

 

当漆包线难以达到更高电压所需的绝缘层厚度和介电性能时,综合性能更胜一筹的KetaSpire® PEEK,可挤出加工成不同规格的矩形电磁线,以充分利用电机内部空间、提高槽满率及加大扭矩和功率,促使电机尺寸和重量下降,实现创新的绕组设计。


目前这种线缆已广泛用于当今主流混合动力车型。


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对于要求更为苛刻的电机设计,KetaSpire® PEEK挤出层涂布可用于更关键的绕组,经实践检验证明,无需担心PDIV(局部放电起始电压)和耐高温特性。

 


2、为槽绝缘内衬提供完美的性能



除电磁线外,POLYWEL还为驱动电机市场推出了另一种核心材料:槽绝缘内衬解决方案。


建议定子采用厚度为50~200μm的Ajedium™ PEEK薄膜,使其:

➤ 高温下具有更高的介电强度

➤ 导热性优于绝缘纸

➤ 在温度高于220℃时,机械强度高

 

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转子槽绝缘内衬与定子槽绝缘内衬

 

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Ajedium™ PEEK 膜,厚度:0.05~0.20mm

 

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Xydar® LCP 注塑成型件,厚度:0.30~0.80mm

 

转子槽绝缘内衬的常规材料为Xydar® LCP,当组件厚度为300~800μm、长度为100~200 mm时,其具有优异的加工流动性和完美的电气性能。


POLYWEL为客户的注塑加工推出量身订制的导热型薄壁组件。

 


3、为驱动电机电子元器件保驾护航



驱动电机近期的发展趋势,给内部连接器、高压连接器与旋转变压器、线轴和端子等电子元器件及其绝缘材料带来了新的技术挑战。


未来,许多二次注塑绝缘元器件都需要导热和阻燃,甚至抗热冲击。


由于许多OEM要求电动汽车部件达到V-0级阻燃与耐ATF(自动变速箱油)化学腐蚀,因此材料在ATF工况下必须非常稳定。

Ryton® PPS和Amodel® PPA是经实践证明的可靠解决方案,其在热老化和流体老化试验后,依然可以保持足够优秀的介电性能。


POLYWEL还为合作伙伴提供了结果完整的测试数据库。

 

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内部连接器

 

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旋转变压器

 

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线轴

 

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高压连接器

 

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端子

 


4、为轮毂电机的创新提供新途径



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轮毂电机技术将电动马达与车轮集成在一起,使设计更加紧凑,但对电动马达的热管理却提出了更大的挑战。


与此同时,电动马达的部件必须能够安全承受长期振动。

POLYWEL的导热等级Ryton® PPS,为支持轮毂电机的创新提供了途径,它具有卓越的成型加工性能、抗热冲击性能与阻燃安全性、尺寸稳定性以及抗ATF的化学性和防潮、导热性能。