新能源汽車優勢明顯,但挑戰重重
發展新能源汽車已不可逆轉,其顯著優勢更是備受矚目,但混合動力和電動車的發展卻面臨著諸多挑戰:
? 續航里程不足
? 充電時間長
? 對充電樁(站)配套的依賴
提高驅動電機額定電壓——
最不容忽視的技術手段
電動汽車由鋰電池、電機與電控系統三大核心組件組成。
因此,應對當前挑戰的關鍵途徑是:
? 提高電池能量密度
? 增強驅動電機和動力系統效率
? 增強系統電壓
高電壓要求更高性能的絕緣材料
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,這就要求相關材料須極耐高溫。
提高電機效率,可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,這就要求進一步提高材料的絕緣性能。
當電壓增至700V及以上時,驅動電機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、足夠的強度和耐受加工過程中的劇烈彎曲以及冷卻液(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解決問題的關鍵。
索爾維備好全面解決方案
高壓電機絕緣技術直接影響電機運行的可靠性、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解決方案供應商,索爾維特種聚合物豐富的產品系列,涵蓋了所有與絕緣相關的解決方案,從匯流條、端子及連接器,到電磁線、槽絕緣內襯和線束絕緣膜,都有助于電機在高電壓下的運行穩定、安全和可靠。
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℃,方便加工成矩形或其他形狀,以滿足部件設計的要求。
當電壓超過600V時,Torlon®PAI可以安全應對高達240℃的峰值溫度,漆包線生產商毋須改變加工工藝便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,以充分利用電機內部空間、提高槽滿率及加大扭矩和功率,促使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擠出層涂布可用于更關鍵的繞組,經實踐檢驗證明,無需擔心PDIV(局部放電起始電壓)和耐高溫特性。
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核心材料:槽絕緣內襯解決方案。
建議定子采用厚度為50~200μm的Ajedium™ PEEK薄膜,使其:
? 高溫下具有更高的介電強度
? 導熱性優于絕緣紙
? 在溫度高于220℃時,機械強度高

轉子槽絕緣內襯與定子槽絕緣內襯

Ajedium™ PEEK 膜,厚度:0.05~0.20mm

Xydar®LCP 注塑成型件,厚度:0.30~0.80mm
轉子槽絕緣內襯的常規材料為Xydar®LCP,當組件厚度為300~800μm、長度為100~200 mm時,其具有優異的加工流動性和完美的電氣性能。
索爾維為客戶的注塑加工推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
驅動電機近期的發展趨勢,給內部連接器、高壓連接器與旋轉變壓器、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和阻燃,甚至抗熱沖擊。
由于許多OEM要求電動汽車部件達到V-0級阻燃與耐ATF(自動變速箱油)化學腐蝕,因此材料在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,其在熱老化和流體老化試驗后,依然可以保持足夠優秀的介電性能。
索爾維還為合作伙伴提供了結果完整的測試數據庫。

內部連接器

旋轉變壓器

線軸

高壓連接器

端子
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,使設計更加緊湊,但對電動馬達的熱管理卻提出了更大的挑戰。
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途徑,它具有卓越的成型加工性能、抗熱沖擊性能與阻燃安全性、尺寸穩定性以及抗ATF的化學性和防潮、導熱性能。
為未來新能源汽車驅動電機發展需求作準備
依托其先進的技術、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了全面的絕緣及耐高溫特種材料解決方案,已成為電動汽車產業鏈領先企業的可靠合作伙伴。
索爾維為順應未來電機組件模塊化、輕質緊湊和高效冷卻的發展趨勢,也已準備好了獨特的材料。
索爾維將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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