艾仕得絕緣系統(tǒng)為電動汽車的未來發(fā)展鋪路
2019/11/22 10:00
中金在線
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隨著市場對混合動力汽車和電動汽車的需求不斷增長，新一代更高效、更高性能、更可靠且環(huán)保的電機(jī)必將不斷涌現(xiàn)。艾仕得涂料系統(tǒng)作為總部位于美國費(fèi)城的全球領(lǐng)先的液體和粉末涂料企業(yè)，擁有70多年的優(yōu)質(zhì)絕緣材料研發(fā)與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，可提供國際領(lǐng)先的高質(zhì)量和高性能絕緣系統(tǒng)解決方案，能夠助力新一代電機(jī)設(shè)計(jì)，使其涂覆的電機(jī)體積更小、輸出更大、行駛里程更長。
??“我們與客戶密切合作，全面了解汽車部件制造商的需求，并始終關(guān)注著行業(yè)趨勢，以預(yù)測行業(yè)需求的發(fā)展趨勢。”艾仕得能源解決方案事業(yè)部全球產(chǎn)品經(jīng)理Christoph Lomoschitz博士說。“基于我們對電機(jī)及其相關(guān)行業(yè)的深入研究，我們已推出針對未來要求的絕緣系統(tǒng)解決方案，助力打造新一代電機(jī)。”
??艾仕得絕緣涂料能針對導(dǎo)體、電工鋼、變壓器、發(fā)電機(jī)和電機(jī)提供有效絕緣保護(hù)。艾仕得是目前全球唯一一家能提供全面創(chuàng)新環(huán)保絕緣液體涂料組合的供應(yīng)商。
??新型電機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)對絕緣產(chǎn)品的挑戰(zhàn)
??新型電機(jī)設(shè)計(jì)主要為了滿足兩大需求，即加大功率和縮小體積。為助力實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，艾仕得面向市場推出了四類獨(dú)特的絕緣產(chǎn)品——硅鋼片漆、漆包線漆、浸漬樹脂和澆注樹脂。這四類產(chǎn)品分別應(yīng)對特定的挑戰(zhàn)，為現(xiàn)有和未來新能源汽車(NEV)的制造提供支持。
??新型發(fā)動機(jī)及其組成零部件需要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，這一點(diǎn)需要在絕緣產(chǎn)品初始設(shè)計(jì)階段就必須給予考慮。“在開發(fā)新絕緣產(chǎn)品時，我們需盡可能減少固化、涂裝和浸漬時間，以配合實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)及其它部件的規(guī)模化生產(chǎn)。”Lomoschitz博士說道。
??創(chuàng)新絕緣系統(tǒng)助力新型電機(jī)的推廣應(yīng)用
??電氣絕緣產(chǎn)品(包括涂料和樹脂)在電機(jī)領(lǐng)域有四大主要用途，艾仕得針對每種用途都有其相應(yīng)的解決方案。
??自粘硅鋼片漆
??發(fā)動機(jī)的鐵芯通常由薄層沖片構(gòu)成，旨在限制渦流的負(fù)面影響。而在通過焊接、螺釘固定或聯(lián)鎖緊扣等方式對鐵芯進(jìn)行連接時，即使其涂覆有硅鋼片漆，仍可能出現(xiàn)薄弱點(diǎn)。同時，在上述的傳統(tǒng)連接處還會形成一個導(dǎo)電橋。而由于金屬連接處短路會導(dǎo)致渦流損耗增加，該導(dǎo)電橋可能會降低發(fā)動機(jī)效率。
??為解決上述問題，艾仕得自粘硅鋼片漆可將沖片粘合在一起。而因?yàn)楹附印⒙?lián)鎖、夾具、鉚釘和螺釘只能在單個夾層之間提供局部連接，自粘還能提高鐵芯的硬度，將整個層壓板粘在一起。此外，這種粘結(jié)形式還能減少發(fā)動機(jī)在運(yùn)行期間因不可避免的振動而發(fā)出的噪音。
??耐電暈漆包線漆
??更高的電壓、碳化硅(SiC)技術(shù)和逆變器能引發(fā)局放，即在同一點(diǎn)內(nèi)不斷撞擊的小火花對絕緣材料造成局部破壞。局放會逐步破壞浸漬樹脂，從而顯著降低其對漆包線漆的保護(hù)力度，最終導(dǎo)致漆包線漆也暴露在局放下。而隨著主絕緣有效性的降低，電氣故障也將發(fā)生。
??基于艾仕得旗下耐電暈漆包線漆Voltatex?7740 和Voltatex? 8534，和Voltatex? 8536，艾仕得推出了一款能抵御局放影響并增強(qiáng)電機(jī)耐久性和可靠性的漆包線漆。這三種漆包線漆是艾仕得Voltron ?系統(tǒng)的組成部分，該系統(tǒng)擁有第一個基于納米技術(shù)、能提高耐電暈性能的電介質(zhì)專利。納米粒子是減少電老化的主要機(jī)制。
??艾仕得能源解決方案事業(yè)部漆包線漆產(chǎn)品經(jīng)理Frank Saborowski說，“將覆蓋整個設(shè)備的浸漬樹脂對漆包線漆進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，以獲得最佳的浸潤性和兼容性，這一點(diǎn)至關(guān)重要。我們通過對艾仕得 Voltron?系列漆包線漆的表面進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。”
??高導(dǎo)熱浸漬樹脂
??新型發(fā)動機(jī)時通常以提高產(chǎn)量和效率為目標(biāo)。為此，解決方案之一是增加電機(jī)的運(yùn)行電壓，另一種則是用發(fā)夾式扁線設(shè)計(jì)代替散嵌的圓線設(shè)計(jì)。圓線設(shè)計(jì)留下的間隙較大，而扁線設(shè)計(jì)則能在很大程度上消除間隙，提高發(fā)動機(jī)的槽滿率，從而提高其效率。然而，為了實(shí)現(xiàn)與圓線設(shè)計(jì)相同的滲透率，在減少間隙的同時，浸漬樹脂的開發(fā)和使用工藝也需要更為先進(jìn)。
??浸漬樹脂的滲透率主要取決于樹脂的粘度、系統(tǒng)的表面張力、樹脂的流動性以及間隙的大小。艾仕得近期獲國際創(chuàng)新大獎的絕緣高導(dǎo)熱浸漬耐電暈樹脂Voltatex? 4224，是一種開創(chuàng)性浸漬樹脂，其導(dǎo)熱性與耐局放性得到顯著增強(qiáng)。得益于極低的粘度和出色的流動性，Voltatex 4224能在不影響可加工性的前提下有效降低運(yùn)行溫度，可用于標(biāo)準(zhǔn)浸漬工藝，確保從銅繞組到鐵芯的熱傳遞極為出色，令發(fā)動機(jī)部件中的熱應(yīng)力更小，表現(xiàn)更佳。
??高導(dǎo)熱澆注樹脂
??在一些高性能電機(jī)的應(yīng)用中，澆注樹脂的優(yōu)勢比浸漬樹脂更大。這類二次絕緣材料使用工藝較復(fù)雜，但澆鑄樹脂能提供更出色的導(dǎo)熱性和極高的穩(wěn)定性。
??艾仕得在Voltacast系列中打造了諸多款澆注樹脂。這些澆鑄樹脂均為聚氨酯或雙組份環(huán)氧系統(tǒng)，由一種樹脂和相應(yīng)的固化劑構(gòu)成。根據(jù)組成材料的不同，化學(xué)固化期間的加聚反應(yīng)會生產(chǎn)出不同等級的硬質(zhì)塑料材料，每種材料都具有特定系統(tǒng)的終端特性。澆注樹脂旨在保護(hù)包括變壓器和鎮(zhèn)流器在內(nèi)的所有固定電氣設(shè)備，確保其不受振動、污染、液體以及熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的破壞性影響。
??結(jié)語
??增加新能源在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域以外的應(yīng)用已成為全球的一大趨勢。為此，必須開發(fā)出更輕量化、更清潔、更高效的混合動力和純電動汽車。艾仕得Voltatex?、Voltaprem、Voltacast以及Voltabas 和Voltron?等品牌旗下的絕緣產(chǎn)品致力于通過助力未來電動汽車電機(jī)擁有更大的功率、更高的效率和最佳的可靠性來推動電動汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。
??“得益于艾仕得對領(lǐng)先汽車制造企業(yè)提供一流表面和絕緣涂料的豐富經(jīng)驗(yàn)，艾仕得致力于為這一領(lǐng)域引入更多的開創(chuàng)性技術(shù)。對于艾仕得能源解決方案來說，未來已在眼前。”Lomoschitz博士總結(jié)道。
??“我們與客戶密切合作，全面了解汽車部件制造商的需求，并始終關(guān)注著行業(yè)趨勢，以預(yù)測行業(yè)需求的發(fā)展趨勢。”艾仕得能源解決方案事業(yè)部全球產(chǎn)品經(jīng)理Christoph Lomoschitz博士說。“基于我們對電機(jī)及其相關(guān)行業(yè)的深入研究，我們已推出針對未來要求的絕緣系統(tǒng)解決方案，助力打造新一代電機(jī)。”
??艾仕得絕緣涂料能針對導(dǎo)體、電工鋼、變壓器、發(fā)電機(jī)和電機(jī)提供有效絕緣保護(hù)。艾仕得是目前全球唯一一家能提供全面創(chuàng)新環(huán)保絕緣液體涂料組合的供應(yīng)商。
??新型電機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)對絕緣產(chǎn)品的挑戰(zhàn)
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??新型電機(jī)設(shè)計(jì)主要為了滿足兩大需求，即加大功率和縮小體積。為助力實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，艾仕得面向市場推出了四類獨(dú)特的絕緣產(chǎn)品——硅鋼片漆、漆包線漆、浸漬樹脂和澆注樹脂。這四類產(chǎn)品分別應(yīng)對特定的挑戰(zhàn)，為現(xiàn)有和未來新能源汽車(NEV)的制造提供支持。
??新型發(fā)動機(jī)及其組成零部件需要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，這一點(diǎn)需要在絕緣產(chǎn)品初始設(shè)計(jì)階段就必須給予考慮。“在開發(fā)新絕緣產(chǎn)品時，我們需盡可能減少固化、涂裝和浸漬時間，以配合實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)及其它部件的規(guī)模化生產(chǎn)。”Lomoschitz博士說道。
??創(chuàng)新絕緣系統(tǒng)助力新型電機(jī)的推廣應(yīng)用
??電氣絕緣產(chǎn)品(包括涂料和樹脂)在電機(jī)領(lǐng)域有四大主要用途，艾仕得針對每種用途都有其相應(yīng)的解決方案。
??自粘硅鋼片漆
??發(fā)動機(jī)的鐵芯通常由薄層沖片構(gòu)成，旨在限制渦流的負(fù)面影響。而在通過焊接、螺釘固定或聯(lián)鎖緊扣等方式對鐵芯進(jìn)行連接時，即使其涂覆有硅鋼片漆，仍可能出現(xiàn)薄弱點(diǎn)。同時，在上述的傳統(tǒng)連接處還會形成一個導(dǎo)電橋。而由于金屬連接處短路會導(dǎo)致渦流損耗增加，該導(dǎo)電橋可能會降低發(fā)動機(jī)效率。
??為解決上述問題，艾仕得自粘硅鋼片漆可將沖片粘合在一起。而因?yàn)楹附印⒙?lián)鎖、夾具、鉚釘和螺釘只能在單個夾層之間提供局部連接，自粘還能提高鐵芯的硬度，將整個層壓板粘在一起。此外，這種粘結(jié)形式還能減少發(fā)動機(jī)在運(yùn)行期間因不可避免的振動而發(fā)出的噪音。
??耐電暈漆包線漆
??更高的電壓、碳化硅(SiC)技術(shù)和逆變器能引發(fā)局放，即在同一點(diǎn)內(nèi)不斷撞擊的小火花對絕緣材料造成局部破壞。局放會逐步破壞浸漬樹脂，從而顯著降低其對漆包線漆的保護(hù)力度，最終導(dǎo)致漆包線漆也暴露在局放下。而隨著主絕緣有效性的降低，電氣故障也將發(fā)生。
??基于艾仕得旗下耐電暈漆包線漆Voltatex?7740 和Voltatex? 8534，和Voltatex? 8536，艾仕得推出了一款能抵御局放影響并增強(qiáng)電機(jī)耐久性和可靠性的漆包線漆。這三種漆包線漆是艾仕得Voltron ?系統(tǒng)的組成部分，該系統(tǒng)擁有第一個基于納米技術(shù)、能提高耐電暈性能的電介質(zhì)專利。納米粒子是減少電老化的主要機(jī)制。
??艾仕得能源解決方案事業(yè)部漆包線漆產(chǎn)品經(jīng)理Frank Saborowski說，“將覆蓋整個設(shè)備的浸漬樹脂對漆包線漆進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，以獲得最佳的浸潤性和兼容性，這一點(diǎn)至關(guān)重要。我們通過對艾仕得 Voltron?系列漆包線漆的表面進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。”
??高導(dǎo)熱浸漬樹脂
??新型發(fā)動機(jī)時通常以提高產(chǎn)量和效率為目標(biāo)。為此，解決方案之一是增加電機(jī)的運(yùn)行電壓，另一種則是用發(fā)夾式扁線設(shè)計(jì)代替散嵌的圓線設(shè)計(jì)。圓線設(shè)計(jì)留下的間隙較大，而扁線設(shè)計(jì)則能在很大程度上消除間隙，提高發(fā)動機(jī)的槽滿率，從而提高其效率。然而，為了實(shí)現(xiàn)與圓線設(shè)計(jì)相同的滲透率，在減少間隙的同時，浸漬樹脂的開發(fā)和使用工藝也需要更為先進(jìn)。
??浸漬樹脂的滲透率主要取決于樹脂的粘度、系統(tǒng)的表面張力、樹脂的流動性以及間隙的大小。艾仕得近期獲國際創(chuàng)新大獎的絕緣高導(dǎo)熱浸漬耐電暈樹脂Voltatex? 4224，是一種開創(chuàng)性浸漬樹脂，其導(dǎo)熱性與耐局放性得到顯著增強(qiáng)。得益于極低的粘度和出色的流動性，Voltatex 4224能在不影響可加工性的前提下有效降低運(yùn)行溫度，可用于標(biāo)準(zhǔn)浸漬工藝，確保從銅繞組到鐵芯的熱傳遞極為出色，令發(fā)動機(jī)部件中的熱應(yīng)力更小，表現(xiàn)更佳。
??高導(dǎo)熱澆注樹脂
??在一些高性能電機(jī)的應(yīng)用中，澆注樹脂的優(yōu)勢比浸漬樹脂更大。這類二次絕緣材料使用工藝較復(fù)雜，但澆鑄樹脂能提供更出色的導(dǎo)熱性和極高的穩(wěn)定性。
??艾仕得在Voltacast系列中打造了諸多款澆注樹脂。這些澆鑄樹脂均為聚氨酯或雙組份環(huán)氧系統(tǒng)，由一種樹脂和相應(yīng)的固化劑構(gòu)成。根據(jù)組成材料的不同，化學(xué)固化期間的加聚反應(yīng)會生產(chǎn)出不同等級的硬質(zhì)塑料材料，每種材料都具有特定系統(tǒng)的終端特性。澆注樹脂旨在保護(hù)包括變壓器和鎮(zhèn)流器在內(nèi)的所有固定電氣設(shè)備，確保其不受振動、污染、液體以及熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的破壞性影響。
??結(jié)語
??增加新能源在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域以外的應(yīng)用已成為全球的一大趨勢。為此，必須開發(fā)出更輕量化、更清潔、更高效的混合動力和純電動汽車。艾仕得Voltatex?、Voltaprem、Voltacast以及Voltabas 和Voltron?等品牌旗下的絕緣產(chǎn)品致力于通過助力未來電動汽車電機(jī)擁有更大的功率、更高的效率和最佳的可靠性來推動電動汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。
??“得益于艾仕得對領(lǐng)先汽車制造企業(yè)提供一流表面和絕緣涂料的豐富經(jīng)驗(yàn)，艾仕得致力于為這一領(lǐng)域引入更多的開創(chuàng)性技術(shù)。對于艾仕得能源解決方案來說，未來已在眼前。”Lomoschitz博士總結(jié)道。
