近年來,新能源電動汽車普及率持續(xù)上升的原因與核心部件的迭代密不可分。其中,驅(qū)動電機作為與燃油汽車顯著不同的部件之一,近年來發(fā)展迅速,對提高整車續(xù)航里程、提升性能、降低能耗至關(guān)重要。
電動汽車對傳動效率有更嚴格的要求,導(dǎo)致驅(qū)動電機市場存在兩大問題:如何更高效、更可靠?從電機設(shè)計的角度來看,結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可以直接提高電機的性能。即使是功率和效率的微小提高也有助于提高性能、增加里程數(shù)和改善駕駛體驗。
此外,影響驅(qū)動電機效率的關(guān)鍵因素還包括電磁線的材料。電磁線是一種具有絕緣層的導(dǎo)電金屬線,是驅(qū)動電機的重要組成部分。目前,我國已發(fā)展成為電磁線生產(chǎn)大國,年產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的50%。具體到在汽車行業(yè)的應(yīng)用,目前制約驅(qū)動電機發(fā)展的瓶頸在于電機效率低、在高壓下易失效、易被介質(zhì)侵蝕等,使用新興的特種材料取代傳統(tǒng)的電磁線材料已成為一種新的市場趨勢,800V高壓平臺的普及對電磁線材料提出了新的挑戰(zhàn)。
在上述領(lǐng)域,蘇威是世界領(lǐng)先的材料供應(yīng)商。開發(fā)了兩種高性能絕緣溝槽襯里材料ajedium?Peek和電磁線材料ketaspire?Peek具有優(yōu)異的質(zhì)量和物理化學性能,有助于提高驅(qū)動電機的功率和效率。
Ajedium公司?Peek絕緣槽內(nèi)襯-適用于高壓平臺
Ajedium公司?Peek是一種用于熱塑性絕緣槽內(nèi)襯的優(yōu)質(zhì)材料,具有耐高溫特性,可以提高純電動汽車或混合動力汽車驅(qū)動電機的槽絕緣性能。
眾所周知,電動汽車驅(qū)動電機的重要發(fā)展趨勢是平臺的高電壓。從400V到800V,高壓平臺已批量生產(chǎn)。未來還將出現(xiàn)更高的電壓平臺,傳統(tǒng)絕緣紙的性能不足。
為了提高電機的轉(zhuǎn)矩輸出,提高電機定子的槽填充系數(shù)是一種有效的手段。蘇維抓住了這個痛點,開發(fā)了ajedium?PEEK材料可以減少絕緣槽襯里的厚度,確保絕緣性能。蘇威溝槽襯里材料的厚度在50微米到250微米之間,在傳統(tǒng)絕緣紙或?qū)訅航^緣結(jié)構(gòu)無法實現(xiàn)的厚度下,可以提供更好的熱、電和物理化學性能。
另一個優(yōu)點是ajedium?Peek材料可以實現(xiàn)更高的電阻率。與傳統(tǒng)的紙絕緣槽襯相比,ajedium?Peek槽內(nèi)襯具有較高的電阻率。其厚度僅為傳統(tǒng)疊層復(fù)合結(jié)構(gòu)的65%,局部放電起始電壓(PDIV)可達到1408V峰值(150微米厚度測試值),其電氣性能也優(yōu)于傳統(tǒng)絕緣紙和疊層絕緣紙。這可以增加定子槽的可用空間并安裝更多電磁線,從而將定子槽的填充系數(shù)提高3%。
此外,蘇威的創(chuàng)新解決方案還可以在電機熱管理系統(tǒng)中發(fā)揮優(yōu)勢。蘇威將絕緣槽內(nèi)襯的導(dǎo)熱系數(shù)提高到普通絕緣紙的三倍(分別為0.35wm/k和0.1wm/k)。由于材料導(dǎo)熱性的顯著改善,電機產(chǎn)生的熱量可以更好地從電磁線繞組內(nèi)部傳輸。
除了耐高溫外,抗彎曲也是一個亮點。彎曲后,ajedium?聚醚醚酮槽內(nèi)襯的性能優(yōu)于疊層材料。蘇維將250微米厚的聚醚醚酮薄膜和250微米厚的絕緣紙與傳統(tǒng)的層壓復(fù)合結(jié)構(gòu)進行了比較。首先將兩個方形樣品折疊兩次,然后將其放置在電極中間,以測試彎曲對絕緣性能的損壞。數(shù)據(jù)顯示ajedium?PEEK絕緣槽內(nèi)襯的絕緣性能在彎曲后沒有下降,在240℃時仍保持良好的絕緣特性。
KetaSpire?Peek電磁線-提高電機效率
電磁線是驅(qū)動電機的主要部件之一,對提高電機效率起著重要作用。KetaSpire?聚醚醚酮是蘇威為解決傳統(tǒng)材料的瓶頸而開發(fā)的一種創(chuàng)新材料。
傳統(tǒng)的電磁線大多設(shè)計為圓線。電機的槽滿度低,有效工作范圍小,不利于電機在更大范圍的工作條件下的性能。使用Solvayketaspire?由聚醚醚酮制成的矩形導(dǎo)線可以有效地解決這個問題,使電機在更多的工作條件下進行高效的能量轉(zhuǎn)換。這種效果來自矩形線的設(shè)計,這大大提高了插槽填充率和功率密度。
在高壓環(huán)境中,傳統(tǒng)的絕緣導(dǎo)線容易被擊穿,導(dǎo)致電機故障。由于其特殊的分子結(jié)構(gòu),蘇威的電磁線可以在相同厚度下承受更高的電壓。
值得注意的是,ketaspire?聚醚醚酮在耐化學性方面也處于行業(yè)領(lǐng)先地位。KetaSpire?Peek電磁線可承受各種車輛化學品,其長期耐高溫變速箱油和水,確保直接油冷電機的高效運行。
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