相对于传统电机用绝缘材料,电动汽车驱动电机用绝缘材料和绝缘系统提出了更高的要求:应具有优异的耐电晕性能、优异的电气绝缘性能、优异的机械性能尤其是高粘结强度、高的耐热性、高导热、耐ATF油或水、无卤阻燃、耐高低温冲击等。
一览众咨询驱动电机对绝缘材料的要求电机中使用绝缘材料的目的:使电机转子线圈中的电流和定子线圈中的电流均能按规定路径流动,使电能与机械能之间实现能量的自由互换。目前电机绝缘技术的发展大方向是:能够保护环境,降低或减少制造过程中的能源消耗,优化电机绝缘工艺;优先选用少*或无*、无挥发或低挥发的环保绝缘材料;开发低碳清洁能源、减薄绝缘厚度、明显降低成本的新型电机绝缘系统。电动汽车驱动电机属于高压电机范畴,由于其应用领域的特殊性,相对一般中低压产品,它具有较高的性能要求。图表1电动汽车驱动电机性能要求资料来源:一览众咨询因此,除了要求传统电机用绝缘材料应具有的电气、机械、理化性能外,还对电动汽车驱动电机用绝缘材料和绝缘系统提出了更高的要求:应具有优异的耐电晕性能、优异的电气绝缘性能、优异的机械性能尤其是高粘结强度、高的耐热性、高导热、耐ATF油或水(采用内油冷及水冷散热冷却技术)、无卤阻燃、耐高低温冲击等。绝缘材料的类型、特征及代表企业目前,电动汽车电机用绝缘材料主要有几种类型:耐电晕漆包线、绝缘浸渍树脂、柔软复合材料、高导热灌封树脂(胶)、引接线和绝缘软套管等。图表2驱动电机绝缘材料主要类型及特点资料来源:《电动汽车驱动电机用绝缘材料现状与发展趋势》;一览众咨询整理相关技术标准新能源汽车驱动电机和传统工业电机相比工作环境复杂多变,所以其评定方法及标准也不同于传统电机。因此如何正确地评定新能源汽车驱动电机绝缘结构的可靠性是亟待解决的问题之一。对于传统工业电机用绝缘材料及绝缘结构,国内外评定方法及标准较成熟,并且主要的国际标准都已转化为国家标准。一直以来,国内外没有适用于新能源汽车驱动电机绝缘结构的标准。因此,上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司于年9月提出了《新能源汽车驱动电机绝缘结构技术要求》团体标准立项的建议。年12月30日团体标准T/CEEIA-《新能源汽车驱动电机绝缘结构技术要求》正式发布实施,并于年成功申报中国标准化协会优秀案例与中国电器工业协会百项团标应用示范项目。该标准的制定为额定电压为1kV及以下的新能源汽车驱动电机绝缘结构提出了试验方法和合格准则。总体来看,新能源汽车驱动电机相关标准还处于探索阶段,未来需要上下游各相关方协同合作,共同推进基础和应用需求研究,以加快制定结合绝缘材料生产及下游电机用户需求的专门的不同层级的技术标准,包括国家标准、行业标准与团体标准。趋势与前景随着SiC、GaN等高频、高压、高功率电子器件在电动汽车驱动电机控制器中的应用,电动汽车驱动电机的额定电压、频率都将显著升高。由于驱动电机控制器高压、高频PWM调制对驱动电机绕组产生了过高的介电应力,导致驱动电机的绝缘材料/绝缘系统产生严重的局部放电及电晕腐蚀,加剧了绝缘材料/绝缘系统的介质损耗与发热,加速了绝缘材料/绝缘系统的电热老化。此外,随着电动汽车驱动电机不断地朝着高功率密度、高效率方向发展,采用Hair-pin发卡绕组或传统TypeII绝缘结构会越来越普遍,这无疑会导致电机绕组发热加剧、温升提高,从而加速绝缘材料/绝缘系统的热老化。以上种种趋向都对电动汽车驱动电机用绝缘材料及绝缘系统提出了更高的技术要求,绝缘材料行业正面临着前所未有的挑战和发展机遇。未来绝缘材料需要攻克的关键技术及瓶颈是:耐电晕、高局部放电起始电压(PDIV)漆包线制备技术,特别是耐电晕漆包扁线的涂制技术,突破“R”半径处漆膜附着力偏低、应用工艺性不佳等问题;以制备出具有优异耐电晕性和高导热系数的漆包扁线,满足高频、高压碳化硅PWM驱动电机用线需求。耐电晕、高导热绝缘浸渍树脂制备技术,突破因浸渍树脂粘度低,添加无机高导热填料后易沉淀及渗透性不好等问题。耐电晕、耐ATF油、高导热柔软复合材料制备技术,突破因采用云母等高导热片状无机填料进行改性导致聚芳酰胺纤维纸机械强度降低及应用工艺性不佳等问题。高导热、无卤阻燃灌封树脂(胶)制备技术,突破添加无机高导热填料后粘度偏大、抗开裂及应用工艺性不佳等问题。耐电晕、高导热绝缘系统设计及制造技术,解决材料之间的相容性问题;真正实现性能的叠加与互补,大幅提升电动汽车电机绝缘系统无局放、耐电晕、高导热性能。《-年新能源汽车驱动电机绝缘材料市场及企业调研报告》是深圳一览众信息咨询有限公司分析师撰写而成。本报告详尽地分析了全球及中国汽车芯片行业发展现状、产业竞争格局、重点企业等信息,并对行业未来走势进行了客观全面的分析预测。是企业决策者及高层管理人员准确把握市场脉络、了解竞争对手情报及预测市场发展前景的重要参考依据,同时也是投资者投资该行业的重要决策指南。
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