新能源汽車驅動電機絕緣材料
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-11
新能源汽車驅動電機絕緣材料的視頻教程
新能源汽車驅動電機絕緣材料的實例教程
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。
索爾維高性能聚合物用于驅動電機電磁線絕緣層材料
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.
展開 驅動電機是新能源汽車的“心臟”，而稀土永磁材料則是驅動電機的首選材料。稀土永磁驅動電機可以大幅減輕電機重量、縮小電機尺寸、提高工作效率。
GB/T 39494-2020新能源汽車驅動電機用稀土永磁材料表面涂鍍層結合力的測定 即將于2021年10月1日開始實施，主要適用于新能源汽車驅動電機用稀土永磁材料表面的單層或多層涂鍍層結合力的測定，涂鍍層包括采用電鍍、電泳、噴涂、物理氣相沉積、化學鍍等技術的涂鍍層（帶有涂鍍層的稀土永磁材料以下簡稱涂鍍層產品）。
標準規定了新能源汽車驅動電機用稀土永磁材料表面涂鍍層結合力的測定方法。共包含四種方法，拉開法、剪切法、劃格法、熱震法，均為破壞性試驗方法。
一、拉開法
1、方法原理：將試柱用膠黏劑固定在涂鍍層上，利用拉力試驗機在涂鍍層的法線方向上連續地施加載荷，當該載荷大于涂鍍層的結合力時，涂鍍層即從基體上分離或涂鍍層的不同膜層分離。用破壞涂鍍層／基體界面間附著所施加的拉力與粘接面積的比值或破壞涂鍍層／基體界面間附著所施加的拉力來表示涂鍍層的結合力。
2、試驗設備與材料
1）高低溫沖擊試驗箱
用于涂鍍層產品的高低溫交變處理。可使用兩個獨立的溫度試驗箱或一個快速溫度變化的試驗箱。可采用人工或自動轉換方法，試驗箱應在３ｍｉｎ內完成高低溫轉換。
2）拉力試驗機
拉力試驗機的測力系統及同軸度應按照ＪＪＧ４７５—２００８進行校準，其精確度應為１級或優于１級。拉力試驗機橫梁應能保持空載速度在０.５ｍｍ／ｍｉｎ以內恒速運行，加卸力應平穩、無振動、無沖擊。
3）試驗組合
試驗裝置
拉開法試驗裝置如圖１所示。裝置Ａ適用于上下表面平行的涂鍍層產品。對厚度小于５ｍｍ的涂鍍層產品，為避免拉伸過程中因涂鍍層產品強度不夠而導致斷裂，宜在涂鍍層產品的另一面粘接一塊鋼片，使下夾具的力作用在鋼片上。對于厚度不小于５ｍｍ的涂鍍層產品，可不粘接鋼片。
展開 傳統汽車的驅動力由發動機提供，而今天說的新能源汽車，具體到產品層面，就是電機驅動的汽車，其上位概念是機動汽車。機動汽車是相對人力（蓄力）車輛而言的概念。目前已經是電動的機動車輛主要有無軌電車和有軌電車。發動機驅動力的傳統汽車向電機驅動的汽車發展是一大趨勢。目前發展趨勢有五個基本特征：“電動化、輕量化、智能化、網聯化、共享化”，即“五化”。或者說，汽車未來發展是一個“5維”空間。
一、汽車“5維”空間的基本內容
(a)電動化是“5維”空間的第一維，是最基礎的。大力發展電動化技術，實現純電動（EV）、插電混動（PHEV）、混動（HEV）、燃料電池（FCV）汽車的并行發展；
(b)提高動力電池比能是一個長期的任務，要求整車輕量化是必然的。主要工作有：加快新材料、新工藝的應用和優化設計，積極推進高性能鋁合金、鎂合金等材料的應用和碳纖維車身一體化的設計，是當下十分重要的工作；
(c)智能化和網聯化，整車在端、管、云模塊發力。打造支持綜合業務、個性化定制的5G核心業務+開放式車聯網平臺系統，才能追趕上汽車發展潮流；
(d)共享化,整車企業圍繞研發、生產、營銷以及服務四方面展開數字共享技術的全面研發，以支持后續的出行服務，適宜汽車轉型的要求。
二、電動化基本點是電機驅動技術的應用
汽車是載客（運貨）的移動工具之一。電氣化火車的驅動已經是電機驅動了。過去有一個流行的說法，“要想火車跑得快，全靠車頭帶”，而今天高速火車已經實現400公里/小時，卻沒有“火車頭”一說了。為什么？現在高速火車在每一節車廂下面，都安裝了驅動電機。即使速度比較低的地鐵和輕軌，也是電機驅動了。無軌電車不是汽車，但是底盤結構與汽車最為接近的機動車，車輪是通用的，道路也是公用的，無軌電車也是電機驅動的。
展開 一、電動汽車驅動電機控制器概述
電機控制器，控制動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置，由控制信號接口電路、驅動電機控制電路和驅動電路組成。
圖1 某車型三合一集成式電機控制器
在電動車輛中，電機控制器的功能是根據檔位、油門、剎車等指令，將動力蓄電池所存儲的電能轉化為驅動電機所需的電能，來控制電動車輛的啟動運行、進退速度、爬坡力度等行駛狀態，或者將幫助電動車輛剎車，并將部分剎車能量存儲到動力蓄電池中。
它是電動車輛的關鍵零部件之一。
電機控制器的基本功能可分為兩個部分
二、電動汽車驅動電機控制器的基本結構
電動汽車驅動電機控制器基本結構可分為：殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊，是電氣控制器關鍵零部件。
下圖為IGBT集成功率模塊。
通過電子控制元件與電氣控制元件對IGBT集成功率模塊的控制，輸出可控的三相正弦交流電流，從而控制電機的轉速、轉矩。
如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡圖。
IGBT集成功率模塊原理簡圖
1. 殼體與連接器
電機控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器，并提供密閉的防塵防水（IP67）空間保護各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
由于車用電機控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高，溫升快。
殼體提供相應冷卻水路從整車冷卻系統引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。
如圖所示為電機控制器殼體。
連接器安裝于殼體外部，可分為高壓連接器與低壓連接器。
如下圖所示為高低壓連接器。
高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸的對接。
低壓連接器主要用于12V電源的供應、與其他控制器通訊。
2.
展開 5.2 永磁化
采用矢量控制的驅動控制系統以便實現更加寬廣的調速范圍。永磁電機具有轉矩密度和功率密度高、比功率較大、效率高、功率因數高、可靠性高和便于維護的優點。永磁化將成為電機發展的重要方向之一。
5.3 數字化
最大程度的使用軟件來代替硬件部分，實現通訊、診斷、保護、監控等功能，控制系統數字化是電機驅動技術發展的必然趨勢。
6 國內外驅動電機技術水平
整體來看，我國驅動電機取得較大進展，已經自主開發出滿足各類新能源汽車需求的產品，部分主要性能指標已達到相同功率等級的國際先進水平。但是在峰值轉速、功率密度及效率方面與國外仍存在一定的差距
表2 國內外驅動電機企業的永磁同步電機參數比較
在技術指標方面，國內電機與國外電機相比尚存在以下幾方面的差距：
① 峰值轉速
峰值轉速是驅動電機的重要指標，也是目前國內驅動電機較之國外電機差距最為明顯的指標。國內絕大部分永磁同步電機的峰值轉速在 10000 rpm 以下，而國外基本在10000 rpm 以上。
② 功率密度
雖然國內電機在功率方面基本能夠達到國際水平，但是在同功率條件下存在重量劣勢，因此功率密度較之國際水平存在較大差距。目前，國內的永磁同步電機功率密度多處于 1～2 kw/kg 區間內，與 2020 年 3.5 kw/kg 的目標值存在較大差距。
③ 效率
在電機效率方面，國內電機的最高效率均達到 94%～96%，已達到西門子、Remy 等企業的水平。但是在高效區面積方面，如系統效率大于 80% 的區域占比方面尚存在一定差距。我國電機的高效區面積占比集中在 70%～75%，而國外電機基本達到 80%。
④ 冷卻方式
電機的冷卻方式已經從自然冷卻逐步發展為水冷，目前國內電機企業采用水冷為主，國外先進的電機企業已經發展到油冷電機。
展開 
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