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苏州巨峰周成等:电动汽车电机用耐ATF油绝缘材料及系统的研究

绝缘材料2019-06-20 10:19:05

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本文基本信息

来源:《绝缘材料》2018年第2期

作者:周成1,季泽伟2,夏宇1,等

单位:1. 苏州巨峰电气绝缘系统股份有限公司;2. 卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司


1、项目背景

电动汽车作为新型的交通工具,相对燃油型汽车具有节能环保特性,是汽车的重点发展方向,将逐步替代燃油型汽车。电动汽车电机运行时具有温升高、机械振动强、扭矩大、变速频繁等特点,要求绝缘材料具备优异的耐电晕性能、局放特性、机械强度等。根据冷却方式,电动汽车电机分为水冷型和ATF 油冷型,其中油冷型电机要求所用绝缘具备上述优异的性能外,还要具备优异的耐ATF 油性能,要求在ATF 油中浸泡后各项性能不劣化。针对油冷型电机的技术要求,巨峰公司立项研发出耐ATF油的绝缘浸渍树脂、耐电晕漆包线、槽绝缘材料等。本研究着重对新研制的浸渍树脂、耐电晕漆包线、槽绝缘材料、绝缘结构分别进行耐ATF 油性能试验,对比浸油前后的性能变化,进行结构性能分析。

2、论文重点内容

(1)耐油试验方法

将试验样品浸泡在ATF 220 变速箱油中。以下温度循环为1 个试验周期:油温155 ℃ 保持40 h,-45 ℃保持8 h。每两个试验周期为1 个循环。温度变化速度为2 ℃/min。图1 为烘箱温度与ATF油温变化曲线。

(2)浸渍树脂电绝缘性能和力学性能


(3) 耐电晕漆包线的性能

耐电晕漆包线在ATF油中试验8 个周期后的漆膜厚度、拉伸强度、质量、圆棒卷绕、击穿电压等指标没有发生明显变化。

电动汽车电机属于变频电机,要求绝缘材料具备优异的耐电晕性能,其中漆包线绝缘作为匝间绝缘层,耐电晕寿命尤为关键。实验表明随着漆包线在ATF 油中浸泡周期的延长,耐电晕寿命有所下降,起始值为108 h,浸泡8 个周期后下降到90 h,仍然具有优异的耐电晕寿命,明显高于变频电机绝缘规范中规定的耐电晕漆包线耐电晕12 h 的技术要求。

(4) 槽绝缘材料的性能

JF-9950(NHN)在ATF 油中经过1~4 个高低温循环后,与初始值相比厚度变化不大。经过不同耐油周期后NHN产品的克重增加,但各周期产品的吸油量变化不大,平均吸油量为16~18 g/m2。NNH 在ATF 油中的拉伸强度及伸长量、击穿电压变化不大。

(5) 绝缘系统

采用上述浸渍树脂、耐电晕漆包线、NHN等所制备的绝缘系统进行耐ATF 油性试验,数据表明:绝缘系统在ATF 油中浸泡4 个循环周期后,耐压试验和泄漏电流均未有影响,且外观完好,没有腐蚀现象,表明绝缘系统具有优异的耐ATF油性能。局部放电起始电压(PDIV)在不同耐油周期内相比初始值均有所升高。


耐电晕寿命在前两个耐油循环周期内有所增加,随着耐油周期的延长,耐电晕寿命又有所减少,绝缘系统整体耐电晕寿命变化幅度较小。

3 研究结论

绝缘浸渍树脂(JF-9956)在耐ATF油前后外观、电绝缘性能、力学性能等没有发生明显变化,具有优异的耐ATF 油性能。随着在ATF 油中试验周期的延长,耐电晕漆包线的耐电晕寿命虽有所缩短但仍保持较长的耐电晕寿命,明显高于变频电机绝缘规范中12 h 的技术要求。

槽绝缘材料NHN(JF-9950)在ATF油试验完成后未出现分层、开裂现象及力学性能、击穿电压下降等问题。所制备的绝缘结构的局部放电特性也没有发生明显变化,具有优异的耐电晕寿命,表现出优异的耐ATF 油性能,完全能够满足油冷型电机汽车电机的绝缘技术要求。


阅读全文详细内容,请点击文末“阅读原文”,或查阅2018年第2期《绝缘材料》杂志纸质版。


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