CN112491182A - 一种车载电机用绕组线及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载电机用绕组线及其制备方法，绕组线包括导体和附着于导体上的绝缘层，绝缘层包括由内向外依次包覆在导体上的第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层，第一绝缘层由涂覆于导体上的改性聚酰胺酰亚胺涂层构成，第二绝缘层由涂覆于第一绝缘层上的耐电晕聚酰胺酰亚胺涂层构成，第三绝缘层由涂覆于第二绝缘层上的聚酰胺酰亚胺涂层构成；本发明的绝缘层采用改性PAI+耐电晕PAI+PAI三涂层绝缘结构，具有较普通产品更好的耐高温性、耐水解性、耐化学腐蚀性及耐电晕性。

Description

一种车载电机用绕组线及其制备方法

技术领域

本发明属于特种绕组线技术领域，具体涉及一种车载电机用绕组线及其制备方法。

背景技术

面对全球范围内日益严峻的能源形势和环保压力，近年来，世界主要汽车生产国都把新能源汽车产业发展作业提高产业竞争力、保持经济社会可持续发展的重要战略举措，驱动电机作为新能源车的三大核心部件之一为汽车提供驱动动力，其性能对电动汽车的长期稳定运行及寿命可靠性起到关键作用，随着电动汽车技术的发展，驱动电机功率以及功率密度越来越高，目前电机的冷却方式主要有水冷和油冷两种，由于油冷电机冷却介质与热源直接接触，具有更高的散热效率，因此成为各大汽车电机厂电机的设计方向，而油冷电机用绕组线除了要求具备水冷电机绕组线的优异性能外，还必须具备优异的长期耐变速箱油老化性能。

现有技术中的车载电机用绕组线有以下劣势:1、导体采用扁导线，匝间与冷却油的接触面少；2、PI单涂层漆包扁线，浸油后600h即出现绝缘层轻微开裂；3、PAI(聚酰胺酰亚胺)单涂层漆包扁线，浸油后400h即出现绝缘层轻微开裂；4、PE+PEI+PAI复合涂层漆包扁线，浸油后400h即出现绝缘层轻微鼓包现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种车载电机用绕组线。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：

一种车载电机用绕组线,其包括导体和附着于导体上的绝缘层，绝缘层包括由内向外依次包覆在导体上的第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层，第一绝缘层由涂覆于导体上的改性聚酰胺酰亚胺涂层构成，第二绝缘层由涂覆于第一绝缘层上的耐电晕聚酰胺酰亚胺涂层构成，第三绝缘层由涂覆于第二绝缘层上的聚酰胺酰亚胺涂层构成。

优选地，导体的横截面具有长度方向和宽度方向，横截面具有位于对应两侧且沿其长度方向直线延伸的第一边和位于对应两侧且沿其宽度方向直线延伸的第二边，横截面还具有位于相邻的第一边和第二边之间的第三边，第三边相对第一边、第二边倾斜设置；第一边的延伸方向和第二边的延伸方向相互垂直。

优选地，各第三边的长度相等；且第一边的长度大于第二边的长度。

优选地，第二边与第三边之间、第一边与第三边之间均倒设有圆弧角,且圆弧角的半径为0.1mm～0.5mm。

优选地，导体的宽度为3mm～6mm，厚度为0.6mm～1.0mm；导体的宽度与第一边的长度之间的差值为1.8mm～2.2mm；导体的厚度与第二边的长度之间的差值为0.6mm～1.0mm。

本发明还涉及一种车载电机用绕组线的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

(1)制备导体；

(2)在导体外表面涂覆改性聚酰胺酰亚胺涂层且进行加热烘干，形成第一绝缘层；

(3)在第一绝缘层外表面涂覆耐电晕聚酰胺酰亚胺涂层且进行加热烘干，形成第二绝缘层；

(4)在第二绝缘层外表面涂覆聚酰胺酰亚胺涂层且进行加热烘干，形成第三绝缘层。

优选地，步骤(1)中制备导体时，导体的成型方法为模具拉制成型，或者为连续挤压成型，或者为轧制成型。

优选地，步骤(1)中制备导体时，导体的成型方法为模具拉制，或者为轧制成形，且在导体成型之后进入退火炉内进行退火处理，得到软态的导体。

优选地，步骤(2)、步骤(3)及步骤(4)中的加热烘干均采用加热炉进行作业，且加热炉具有四个在上下方向上依次分布的加热分区，在加热时，四个加热分区自下而上温度依次递增。

优选地，步骤(2)、步骤(3)及步骤(4)中的涂覆与加热烘干工序均进行多次。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的绝缘层采用改性PAI+耐电晕PAI+PAI三涂层绝缘结构，具有较普通产品更好的耐高温性、耐水解性、耐化学腐蚀性及耐电晕性。

附图说明

图1为本发明绕组线的横截面结构示意图；

图2为本发明导体的横截面结构示意图；

其中：10、导体；11、第一绝缘层；12、第二绝缘层；13、第三绝缘层；b1、第一边；b1、第一边；b2、第二边；b3、第三边。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

如图1所示，一种车载电机用绕组线,其包括导体10和附着于导体10上的绝缘层，绝缘层包括由内向外依次包覆在导体10上的第一绝缘层11、第二绝缘层12、第三绝缘层13，第一绝缘层11由涂覆于导体10上的改性聚酰胺酰亚胺涂层构成，第二绝缘层12由涂覆于第一绝缘层11上的耐电晕聚酰胺酰亚胺涂层构成，第三绝缘层13由涂覆于第二绝缘层12上的聚酰胺酰亚胺涂层构成。

第一绝缘层11的双边绝缘厚度为0.02mm～0.03mm；第二绝缘层12的双边绝缘厚度为0.03mm～0.04mm；第三绝缘层13的双边绝缘厚度为0.03mm～0.05mm；绝缘层总的双边绝缘厚度为0.08mm～0.12mm。本发明的绝缘层采用改性PAI+耐电晕PAI+PAI三涂层绝缘结构，具有较普通产品更好的耐高温性、耐水解性、耐化学腐蚀性及耐电晕性；

进一步地，导体10的横截面具有长度方向和宽度方向，横截面具有位于对应两侧且沿其长度方向直线延伸的第一边b1和位于对应两侧且沿其宽度方向直线延伸的第二边b2，横截面还具有位于相邻的第一边b1和第二边b2之间的第三边b3，第三边b3相对第一边b1、第二边b2倾斜设置；第一边b1的延伸方向和第二边b2的延伸方向相互垂直。各第三边b3的长度相等；且第一边b1的长度大于第二边b2的长度。第二边与第三边之间、第一边与第三边之间均倒设有圆弧角,且圆弧角的半径为0.1mm～0.5mm。导体10的宽度为3mm～6mm，厚度为0.6mm～1.0mm；导体10的宽度与第一边b1的长度之间的差值为1.8mm～2.2mm；导体10的厚度与第二边b2的长度之间的差值为0.6mm～1.0mm。

本发明的导体10具有8条边，使其相较于圆形导体10槽满率更高，在等空间之内电性能和载流量更大，节约了设备内部空间；较普通的矩形扁线，使用油冷却时，使油介质与绕组线的接触面更多，从而起到更佳的冷却效果，在同等电机体积的情况下，实现驱动电机功率以及功率的最大化提高。

此外，本发明还涉及一种车载电机用绕组线的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

(1)制备导体10；

(2)在导体10外表面涂覆改性聚酰胺酰亚胺涂层且进行加热烘干，形成第一绝缘层11；

(3)在第一绝缘层11外表面涂覆耐电晕聚酰胺酰亚胺涂层且进行加热烘干，形成第二绝缘层12；

(4)在第二绝缘层12外表面涂覆聚酰胺酰亚胺涂层且进行加热烘干，形成第三绝缘层13。

步骤(1)中制备导体10时，导体10的成型方法为模具拉制成型，或者为连续挤压成型，或者为轧制成型。当采用为模具拉制，或者轧制成形时，需要使导体10进入温度在520℃～550℃左右的退火炉内进行在线连续退火，从而将导体10软化，得到软态的导体10。在连续退火过程中采用蒸汽密封，防止导体10氧化，采用连续挤压方式制得的导体10则不需要进行退火处理。

进一步地，步骤(2)、步骤(3)及步骤(4)中的加热烘干均采用加热炉进行作业，且加热炉具有四个在上下方向上依次分布的加热分区，在加热时，四个加热分区自下而上温度依次递增，而且第一绝缘层11的涂覆与加热烘干工序一般进行2～3次，第二绝缘层12的涂覆与加热烘干工序一般进行3～4次，第三绝缘层13的涂覆与加热烘干工序一般进行4～5次。涂覆的绝缘层中改性PAI、耐电晕PAI及PAI的固体含量控制在：26％～31％，粘度控制在：1000mpas～3000mpas(20℃)。

下面对本发明绕组线的具体制备过程进行举例描述：

使用直径为Φ8.0mm的TU2圆铜杆挤压成厚度标称尺寸为2.40mm，第二边b2标称尺寸为1.60mm，宽度标称尺寸为4.50mm，第一边b1标称尺寸为2.50mm，圆弧角标称尺寸为0.30mm的异形铜导体10，在导体10表面涂覆一层改性聚酰胺酰亚胺后，使其从加热炉底部向上依次进入下段加热分区(200℃)、中段加热分区(250℃)、上段加热分区(280℃)、固化加热分区(390℃～400℃)进行烘干，一共涂烘2次，所得改性PAI绝缘层(第一绝缘层11)的双边绝缘厚度为0.02mm；

再在第一绝缘层11外涂一层耐电晕聚酰胺酰亚胺后，使其从加热炉底部向上依次进入下段加热分区(200℃)、中段加热分区(250℃)、上段加热分区(280℃)、固化加热分区(390℃～400℃)进行烘干，一共涂烘4次，所得耐电晕PAI层(第二绝缘层12)的双边厚度为0.04mm；

再在第二绝缘层12外涂一层聚酰胺酰亚胺，使其从加热炉底部向上依次进入下段加热分区(200℃)、中段加热分区(250℃)、上段加热分区(280℃)、固化加热分区(390℃～400℃)进行烘干，也一共涂烘4次，所得PAI绝缘层(第三绝缘层13)的双边绝缘厚度为0.04mm；至此，得到产品的总的双边绝缘厚度为0.10mm，本例中，第一绝缘层11、第二绝缘层12、第三绝缘层13的涂覆均采用浸漆法，且均通过模具来控制涂层的厚度，烘干的长度在10米～11米之间(本例为10.7米)，行线速度在6m/min～7m/min(本例为7m/min)。其中浸涂的改性PAI、耐电晕PAI及PAI的固体含量为30％，粘度为25000mpas(20℃)。

以厚度为2.40mm，宽度为4.50mm的导体为例，本发明绕组件产品的性能数据如下表所示：

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载电机用绕组线,其包括导体和附着于所述导体上的绝缘层，其特征在于：所述绝缘层包括由内向外依次包覆在所述导体上的第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层，所述第一绝缘层由涂覆于所述导体上的改性聚酰胺酰亚胺涂层构成，所述第二绝缘层由涂覆于所述第一绝缘层上的耐电晕聚酰胺酰亚胺涂层构成，所述第三绝缘层由涂覆于所述第二绝缘层上的聚酰胺酰亚胺涂层构成。

2.根据权利要求1所述的车载电机用绕组线,其特征在于：所述导体的横截面具有长度方向和宽度方向，所述横截面具有位于对应两侧且沿其长度方向直线延伸的第一边和位于对应两侧且沿其宽度方向直线延伸的第二边，所述横截面还具有位于相邻的第一边和第二边之间的第三边，所述第三边相对所述第一边、第二边倾斜设置；所述第一边的延伸方向和第二边的延伸方向相互垂直。

3.根据权利要求2所述的车载电机用绕组线,其特征在于：各所述第三边的长度相等；且所述第一边的长度大于所述第二边的长度。

4.根据权利要求2所述的车载电机用绕组线,其特征在于：所述第二边与第三边之间、所述第一边与第三边之间均倒设有圆弧角,且圆弧角的半径为0.1 mm～0.5mm。

5.根据权利要求2所述的车载电机用绕组线,其特征在于：所述导体的宽度为3 mm～6mm，厚度为0.6 mm～1.0 mm；所述导体的宽度与所述第一边的长度之间的差值为1.8 mm～2.2mm；所述导体的厚度与所述第二边的长度之间的差值为0.6mm～1.0mm。

6.一种权利要求1~5中任一项所述的车载电机用绕组线的制备方法，其特征在于:所述制备方法包括如下步骤：

（1）制备导体；

（2）在导体外表面涂覆改性聚酰胺酰亚胺涂层且进行加热烘干，形成第一绝缘层；

（3）在第一绝缘层外表面涂覆耐电晕聚酰胺酰亚胺涂层且进行加热烘干，形成第二绝缘层；

（4）在第二绝缘层外表面涂覆聚酰胺酰亚胺涂层且进行加热烘干，形成第三绝缘层。

7.根据权利要求6所述的车载电机用绕组线的制备方法，其特征在于: 步骤（1）中制备导体时，导体的成型方法为模具拉制成型，或者为连续挤压成型，或者为轧制成型。

8.根据权利要求6所述的车载电机用绕组线的制备方法，其特征在于: 步骤（1）中制备导体时，导体的成型方法为模具拉制，或者为轧制成形，且在导体成型之后进入退火炉内进行退火处理，得到软态的导体。

9.根据权利要求6所述的车载电机用绕组线的制备方法，其特征在于:步骤（2）、步骤（3）及步骤（4）中的加热烘干均采用加热炉进行作业，且加热炉具有四个在上下方向上依次分布的加热分区，在加热时，四个所述加热分区自下而上温度依次递增。

10.根据权利要求6中所述的车载电机用绕组线的制备方法，其特征在于：步骤（2）、步骤（3）及步骤（4）中的涂覆与加热烘干工序均进行多次。

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