【技術帖】新能源汽車驅動電機絕緣材料解決方案


隨著能源與環保要求的發展,新能源汽車的趨勢已不可逆轉,其顯著優勢更是備受矚目。但同時,混合動力和電動車的發展又面臨著諸多挑戰,包括續航里程不足、充電時間長,以及對充電樁(站)配套的依賴。

驅動電機的高電壓趨勢需要更高性能的絕緣材料

電動汽車由鋰電池、電機和電控系統三大核心組件組成。因此,提高電池能量密度、增強驅動電機和動力系統效率,以及增強系統電壓是應對當前挑戰的關鍵途徑。

電壓增強,瞬時電流加大,導致電機溫度瞬間從150~180℃升至200~240℃或以上,因此相關材料必須極耐高溫。

提高電機效率,可以延長電池壽命和單次充電行駛里程,但需平衡電機小型化趨勢和繞線密度增加之間的矛盾,使得材料絕緣難度進一步提高。

當電壓增至700 V 及以上時,驅動電機的電磁線材料既需耐受220℃以上高溫,還應保持優異的電氣性能、足夠的強度、耐受加工過程中的劇烈彎曲,以及抗冷卻液(如變速箱油)的化學腐蝕。

為此,找到合適的材料解決方案成為了解決問題的關鍵。


【技術帖】新能源汽車驅動電機絕緣材料解決方案的圖1


索爾維高性能聚合物用于驅動電機電磁線絕緣層材料

【技術帖】新能源汽車驅動電機絕緣材料解決方案的圖2


索爾維為驅動電機提供槽絕緣內襯材料解決方案


索爾維提供全面解決方案

高壓電機絕緣技術直接影響電機運行可靠、使用壽命和技術經濟指標。作為世界領先的商業化電磁線絕緣材料解決方案供應商,索爾維特種聚合物豐富的產品系列涵蓋所有與絕緣相關的解決方案,從匯流條、端子、連接器,到電磁線、槽絕緣內襯和線束絕緣膜,助力驅動電機在高電壓下運行穩定、安全、可靠。


1. 為電磁線絕緣材料提供性能最為全面的聚合物解決方案

Ryton? PPS 適 用 于 最 高 溫度達200℃的工況,優于變壓器電機電磁線絕緣層材料要求的160℃,并方便加工成矩形或其他形狀,以滿足部件設計的要求。

Torlon? PAI 可以安全應對當電壓超過600 V 時,高達240℃的峰值溫度,并且漆包線生產商毋須改變加工工藝即可生產出合用的涂層電磁線。

當漆包線難以達到更高電壓所需的絕緣層厚度和介電性能時,綜合性能更勝一籌的KetaSpire? PEEK,可擠出加工成不同規格的矩形電磁線,以改善電機內部空間的利用,提高槽滿率,加大扭矩和功率,促進電機尺寸和重量下降,實現創新的繞組設計。目前這種線纜已廣泛用于當今主流混合動力車型。

對于要求更為苛刻的電機設計,KetaSpire? PEEK 擠出層涂布可以用于更關鍵的繞組,經實踐檢驗,不用擔心PDIV(局部放電起始電壓)和耐高溫特性。


【技術帖】新能源汽車驅動電機絕緣材料解決方案的圖3


索爾維為驅動電機的多種電子元器件提供材料解決方案


【技術帖】新能源汽車驅動電機絕緣材料解決方案的圖4


索爾維為輪轂電機創新提供材料解決方案


2. 為槽絕緣內襯提供完美的性能

除電磁線外,索爾維還為驅動電機市場推出了另一種關鍵的槽絕緣內襯材料解決方案。

該方案建議定子采用厚度為50~200 μm 的AjediumTM PEEK 薄膜,使其在高溫下具有更高的介電強度,而且導熱性優于絕緣紙,在溫度高于220℃時,機械強度更高。

轉子槽絕緣內襯的常規材料為Xydar? LCP,當組件厚度為300~800 μm、長度為100~200 mm時,具有優異的加工流動性和完美的電氣性能。索爾維希望幫助客戶注塑加工出量身訂制的導熱型薄壁組件。


3. 為驅動電機電子元器件保駕護航

驅動電機的最新發展趨勢給內部連接器、高壓連接器、旋轉變壓器、線軸和端子等電子元器件及其絕緣材料帶來了新的技術挑戰。未來,許多二次注塑絕緣元器件都需要導熱、阻燃,甚至抗熱沖擊;許多OEM 要求電動汽車部件達到V-0 級阻燃,并耐ATF(自動變速箱油)化學腐蝕,即材料在ATF 工況下必須非常穩定。

Ryton? PPS 和Amodel? PPA是經實踐證明的可靠解決方案,在熱老化和流體老化試驗后,依然能夠保持足夠優秀的介電性能。

索爾維還為合作伙伴提供結果完整的測試數據庫。


4. 為輪轂電機的創新提供新途徑

輪轂電機技術將電動馬達與車輪集成在一起,設計更加緊湊,但對電動馬達的熱管理提出了更大的挑戰。與此同時,電動馬達的部件必須能夠安全承受長期振動。

索爾維的導熱等級Ryton? PPS,為支持輪轂電機的創新提供了新途徑,它具有卓越的成型加工性能、抗熱沖擊性能、阻燃安全性、 尺寸穩定性、 抗ATF 的化學性和防潮、導熱性能。

為滿足未來新能源汽車的驅動電機發展需求持續開發

依托先進的技術、極高的產品性能和豐富的產品線,索爾維為電動汽車行業提供全面的絕緣、耐高溫特種材料解決方案,業已成為電動汽車產業鏈領先企業的可靠合作伙伴,并為順應未來電機組件模塊化、輕質緊湊及高效冷卻的發展趨勢,開發了獨特的材料。

索爾維將一如既往地持續開發更多業界領先的高性能特種聚合物,并憑借在技術和加工領域積累的大量數據和經驗,針對創新理念提出優化意見和建議。

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