【技术帖】新能源汽车驱动电机绝缘材料解决方案
2021年11月11日 09:42随着能源与环保要求的发展,新能源汽车的趋势已不可逆转,其显著优势更是备受瞩目。但同时,混合动力和电动车的发展又面临着诸多挑战,包括续航里程不足、充电时间长,以及对充电桩(站)配套的依赖。
电动汽车由锂电池、电机和电控系统三大核心组件组成。因此,提高电池能量密度、增强驱动电机和动力系统效率,以及增强系统电压是应对当前挑战的关键途径。
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,因此相关材料必须极耐高温。
提高电机效率,可以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,使得材料绝缘难度进一步提高。
当电压增至700 V 及以上时,驱动电机的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、耐受加工过程中的剧烈弯曲,以及抗冷却液(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了解决问题的关键。
索尔维高性能聚合物用于驱动电机电磁线绝缘层材料
索尔维为驱动电机提供槽绝缘内衬材料解决方案
高压电机绝缘技术直接影响电机运行可靠、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材料解决方案供应商,索尔维特种聚合物丰富的产品系列涵盖所有与绝缘相关的解决方案,从汇流条、端子、连接器,到电磁线、槽绝缘内衬和线束绝缘膜,助力驱动电机在高电压下运行稳定、安全、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℃,并方便加工成矩形或其他形状,以满足部件设计的要求。
Torlon® PAI 可以安全应对当电压超过600 V 时,高达240℃的峰值温度,并且漆包线生产商毋须改变加工工艺即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,以改善电机内部空间的利用,提高槽满率,加大扭矩和功率,促进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。
对于要求更为苛刻的电机设计,KetaSpire® PEEK 挤出层涂布可以用于更关键的绕组,经实践检验,不用担心PDIV(局部放电起始电压)和耐高温特性。
索尔维为驱动电机的多种电子元器件提供材料解决方案
索尔维为轮毂电机创新提供材料解决方案
2. 为槽绝缘内衬提供完美的性能
除电磁线外,索尔维还为驱动电机市场推出了另一种关键的槽绝缘内衬材料解决方案。
该方案建议定子采用厚度为50~200 μm 的AjediumTM PEEK 薄膜,使其在高温下具有更高的介电强度,而且导热性优于绝缘纸,在温度高于220℃时,机械强度更高。
转子槽绝缘内衬的常规材料为Xydar® LCP,当组件厚度为300~800 μm、长度为100~200 mm时,具有优异的加工流动性和完美的电气性能。索尔维希望帮助客户注塑加工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
驱动电机的最新发展趋势给内部连接器、高压连接器、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、阻燃,甚至抗热冲击;许多OEM 要求电动汽车部件达到V-0 级阻燃,并耐ATF(自动变速箱油)化学腐蚀,即材料在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,在热老化和流体老化试验后,依然能够保持足够优秀的介电性能。
索尔维还为合作伙伴提供结果完整的测试数据库。
4. 为轮毂电机的创新提供新途径
轮毂电机技术将电动马达与车轮集成在一起,设计更加紧凑,但对电动马达的热管理提出了更大的挑战。与此同时,电动马达的部件必须能够安全承受长期振动。
索尔维的导热等级Ryton® PPS,为支持轮毂电机的创新提供了新途径,它具有卓越的成型加工性能、抗热冲击性能、阻燃安全性、 尺寸稳定性、 抗ATF 的化学性和防潮、导热性能。
依托先进的技术、极高的产品性能和丰富的产品线,索尔维为电动汽车行业提供全面的绝缘、耐高温特种材料解决方案,业已成为电动汽车产业链领先企业的可靠合作伙伴,并为顺应未来电机组件模块化、轻质紧凑及高效冷却的发展趋势,开发了独特的材料。
索尔维将一如既往地持续开发更多业界领先的高性能特种聚合物,并凭借在技术和加工领域积累的大量数据和经验,针对创新理念提出优化意见和建议。
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