胡銳　孟玉光　苑佳浩　馬曉勇

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，進(jìn)一步推動(dòng)了電機(jī)技術(shù)的興起。對于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)而言，要求其具備高速、高功率、輕量化、高穩(wěn)定性等多樣化特性，而絕緣材料的運(yùn)用為電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障，進(jìn)而在一定程度上提高了汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)穩(wěn)定性和功率，從而為今后油冷驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。本文主要通過對電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)所使用到的絕緣材料現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)的分析，并對其以后的發(fā)展趨勢做出了闡述。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車;驅(qū)動(dòng)電機(jī);絕緣材料;現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

所謂的電動(dòng)汽車就是通過電力來驅(qū)動(dòng)汽車的行駛，電動(dòng)汽車主要包含：電池、電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)、汽車整體管理系統(tǒng)等，其中電機(jī)控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的重要部位。為了盡可能的在有限的空間內(nèi)提升電動(dòng)汽車的穩(wěn)定性、可靠性、動(dòng)力等性能，可以將絕緣材料運(yùn)用到電動(dòng)汽車之中，進(jìn)而在最大限度上提高電動(dòng)汽車的穩(wěn)定性與可靠性。根據(jù)資料顯示，在對電動(dòng)汽車生產(chǎn)的過程當(dāng)中，電機(jī)出現(xiàn)的故障百分之八十以上都是由電機(jī)繞組損壞失效引起的[1]，而引起損壞的真正“元兇”就是絕緣體材料遭受到破壞，因此可以看出絕緣體材料在電動(dòng)汽車中起到了至關(guān)重要的作用。

一、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)絕緣材料的現(xiàn)狀

對于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)絕緣材料而言，其主要涵蓋了以下幾種類型：

（一）耐電暈漆包線

電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)在正常運(yùn)行的狀態(tài)下對可靠性、穩(wěn)定性以及安全性要求十分的高，因此對耐電暈漆包線的生產(chǎn)流程、性能、質(zhì)量要求特別的嚴(yán)格。如今，電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要使用的是由納米粒子改進(jìn)且耐熱等級在H級以上的耐電暈漆包圓線，此類型漆包線由美國一家公司于二十世紀(jì)初研發(fā)并制備[2]，在此之后又經(jīng)歷了一段漫長的發(fā)展與改善。在漆包線上具備了顏色不一的漆膜，而這個(gè)漆膜的底層和面層分別使用了納米粒子改性的聚酯亞胺耐電暈涂層以及聚酰胺酰亞胺涂層，并在電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)中被廣泛的應(yīng)用。但是，漆包扁線要比漆包圓線具備了更強(qiáng)的功率密度，因此部分企業(yè)在漆包扁線生產(chǎn)的過程當(dāng)中將聚酰胺酰亞胺與納米粒子進(jìn)行相互之間的結(jié)合，進(jìn)而有效的將圓角半徑縮小至0.3毫米，可忍耐溫度高達(dá)200度以上。

（二）絕緣浸漬樹脂

如今，在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)中所使用的絕緣材料是通過納米粒子改性技術(shù)生產(chǎn)出的真空浸漬樹脂及真空壓力浸漬樹脂，此類樹脂具備高耐熱性的聚酯或聚酯亞胺，若將微納米無機(jī)粒子再加入到其中可以有效的提升浸漬樹脂的穩(wěn)定性、耐熱性以及耐電暈性。為了可以進(jìn)一步的提升絕緣材料的性能，在最近一段時(shí)間以來通電加熱固化、旋轉(zhuǎn)滴浸[3]等眾多的新型技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，其中通電加熱固化受到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的普遍青睞。通電加熱固化可以讓零件在短短的幾分鐘之內(nèi)完成從浸漬到樹脂凝膠整個(gè)過程，進(jìn)而在一定程度上提高了生產(chǎn)的質(zhì)量與生產(chǎn)的效率。與此同時(shí)，通電加熱固化還可以準(zhǔn)確的控制掛漆量，使其在固化的過程當(dāng)中資源不會流失，降低了對環(huán)境帶來的破壞與污染[4]。

（三）柔軟復(fù)合材料

如今國內(nèi)外非內(nèi)油冷電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的絕緣槽以及間隔絕緣所使用的是聚芳酰胺纖維紙和聚酰亞胺薄膜，然后通過粘接膠將其進(jìn)行相互之間的粘合，進(jìn)而形成柔軟的復(fù)合材料，此復(fù)合材料具備了高耐熱性、高柔韌性、高強(qiáng)度性、低成本性。由于油冷電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)中的絕緣槽以及間隔絕緣要具有一定的耐油性，但是現(xiàn)在的柔軟復(fù)合材料和自動(dòng)變速箱油的相融度比較差，使得在變速箱中容易產(chǎn)生分層現(xiàn)象?；诖?，設(shè)計(jì)師和相關(guān)工作人員在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中要首先使用耐油性較優(yōu)的單層厚型聚芳酰胺纖維紙。此外，由于單層厚型聚芳酰胺纖維紙與三層柔性復(fù)合材料在性能上還是存在著一定的區(qū)別，所以要盡可能的增加其厚度，進(jìn)而進(jìn)一步的滿足電機(jī)的熱傳導(dǎo)功能。在上海有一家絕緣材料制造公司在現(xiàn)有的復(fù)合材料的基礎(chǔ)之上對其進(jìn)行了優(yōu)化與改善，解決了柔性復(fù)合材料耐油性查的問題，從而受到了全世界的普遍關(guān)注。

二、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)絕緣材料的發(fā)展趨勢

在高頻、高功率等多樣化的電子零件被應(yīng)用在電動(dòng)驅(qū)車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器中，進(jìn)一步的提升了電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓和頻率。但是，由于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的高壓與高頻，導(dǎo)致電機(jī)繞組產(chǎn)生了較強(qiáng)的介電反應(yīng)，使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)的絕緣材料受到大面積的腐蝕，增加了絕緣材料的熱能，加快了電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)絕緣材料的老化。另外，在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)高頻、高壓、高密度的背景之下，對傳統(tǒng)絕緣結(jié)構(gòu)的應(yīng)用變得越來越普遍，進(jìn)而會在一定程度上增加電機(jī)的溫度，破壞絕緣材料。由此可以看出現(xiàn)在的當(dāng)務(wù)之急就是要不斷的更新與優(yōu)化絕緣材料以及相關(guān)的技術(shù)并攻克以下幾個(gè)較為困難的問題：第一，耐電暈、局部放電漆包線制備技術(shù)，要突破漆膜附著性較差、工藝性不強(qiáng)的問題。第二，耐電暈、高傳導(dǎo)熱的絕緣浸漬樹脂制備技術(shù)，要突破浸漬樹脂粘連度較低以及在填充導(dǎo)熱材料之后滲透性不強(qiáng)的問題。第三，耐電暈、耐自動(dòng)變速箱油、高傳熱的復(fù)合材料制備 技術(shù)，要突破聚芳酰胺纖維紙強(qiáng)度低，工藝性較差的問題。

以上看來，由于電動(dòng)汽車的快速發(fā)展在最大程度上推動(dòng)了驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，也給絕緣材料和絕緣產(chǎn)品帶來了一定的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，特別是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高功率、高溫、高速等加快了絕緣材料技術(shù)的創(chuàng)新，進(jìn)而更好的迎合當(dāng)今世界發(fā)展的新潮流與新趨勢，從而循序漸進(jìn)的滿足電動(dòng)汽車對絕緣材料的各種各樣需求。

結(jié) 語

綜上所述，當(dāng)今對于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)絕緣材料的測試僅限耐電暈測試和絕緣系統(tǒng)的局部放電測試兩種，進(jìn)而對電動(dòng)汽車的發(fā)展起到了阻礙的作用。目前，電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)行業(yè)正在面臨著資金、技術(shù)、市場等不同因素的競爭，因此為了可以進(jìn)一步推進(jìn)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)行業(yè)的進(jìn)步，在未來的一段時(shí)間內(nèi)需要各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域相互之間進(jìn)行共同合作，加快基礎(chǔ)和應(yīng)用需求的探究與設(shè)計(jì)，進(jìn)而在最大程度上制定出融合絕緣材料的驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而推動(dòng)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 汝曉艷，李鵬輝.異步電動(dòng)機(jī)繞組損壞的原因及處理方法[J].時(shí)代報(bào)告，2017（16）：253.

[2] 張延純，王萬忠，劉煥峰.新型雙涂層耐電暈漆包線 的研制[J].中小型電機(jī)，2005（1）：74-75.

[3] 馬林泉，周成，黃蘇融，王文龍.電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)用絕緣材料現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].電器工業(yè)，2020（04）：52-57.

[4] 王麗麗.發(fā)電機(jī)定子浸漆電加熱固化系統(tǒng)研究[J].建 筑工程，2017（3）：2.