神行問答103：目前驅(qū)動電機定子線圈以膠做導熱灌封是否普遍？在油冷路線下是否為未來的發(fā)展趨勢？哪幾家電機廠家采用該路線？參考答案1：1

神行問答103：

目前驅(qū)動電機定子線圈以膠做導熱灌封是否普遍？在油冷路線下是否為未來的發(fā)展趨勢？哪幾家電機廠家采用該路線？

參考答案1：

1、灌膠的不太普遍，主要是貴，而且需要真空灌，生產(chǎn)麻煩，好處是灌膠的導熱系數(shù)比空氣大，有利于端部溫度的均勻化，降低散熱壓力；比較典型的是豐田普銳斯第四代的發(fā)電機，以前拆過，硬邦邦亮晶晶的，看起來像石頭。

2、油冷路線主要是繼續(xù)挖掘電流密度，增加電機出力，或者一樣出力下減少體積和原材料成本，但是大幅度增加了絕緣可靠性、試驗成本和難度，以及散熱仿真與試驗驗證的復雜度。舉個例子、水冷散熱，用熱路法做一個基本計算，一天時間；用cfd方法，一星期；而油冷需要一個月，而且計算量是永無止境的，試驗也是，以前貼幾個ntc就可以現(xiàn)在是多相流，要優(yōu)化油的路徑和噴射流速分布，傳感器和流動評價不好弄，還有機油的相容性，因為機油里面添加了一大堆輔助添加劑，電機絕緣材料，當然也包括各種密封件，也是復合材料的有機物；暫時各家對耐油可靠性的實驗方式與評價指標以及壽命預測，缺乏足夠完善的積累和標準。另外，不同廠家的絕緣材料質(zhì)量分散度也比較大，如果用好的，電機綜合成本增加一兩個點，而且都是國外的，用一般的便宜一半，但是質(zhì)量不一定好，這些都限制了油冷的應用，至于趨勢，大家都是拼命的堆功率，當現(xiàn)有水冷到極限的時候，油冷是一個正常的發(fā)展方向。

3、很多電機廠都正在和已經(jīng)用了油冷，比如豐田普銳斯系列、特斯拉系列、avl系列；國內(nèi)也有，比如byd、中車等。

參考答案提供者：蜂巢電驅(qū)動-劉笑天

參考答案2：

1、定子灌封工藝，導熱系數(shù)可達2.0（空氣導熱系數(shù)為0.23），能提高電機輸出功率，提供更好的絕緣性、耐化學介質(zhì)性，同時也增加了電機線圈的機械強度和防潮能力，可降低電機振動噪音，提升可靠性。 定子灌封工藝，目前國內(nèi)采用的不多。雖然很多主機廠都有做過驗證，包括吉利、比亞迪、長城等，但我知道真正量產(chǎn)的只有有寧波菲仕等少數(shù)幾家。

2、油冷冷卻方式，若定子端部為灌封工藝，會有一定的好處，但我認為，油冷的最佳搭配是扁線定子，也就是所謂的發(fā)卡式。而且扁線工藝和設(shè)備越來越成熟，那個才是未來的趨勢。灌封目前主要還是圓銅線。

3、國內(nèi)很多電機廠和主機廠都做了灌封工藝的咨詢或者驗證，但批量生產(chǎn)的只有菲仕等少數(shù)幾家。

補充：圓銅線定子，目前行業(yè)內(nèi)有以下幾種做絕緣的方式，一是真空浸漆，配真空罐的那種，效率低。主要供應商集中在張家港，鹽城，沈陽等。第二種是連續(xù)浸漆生產(chǎn)設(shè)備，比如江陰恒澤，效率略高一些。第三種則是滴漆，這是行業(yè)內(nèi)較多應用的方式，比較適合量產(chǎn)。第四種就是內(nèi)加熱浸漆，比較貴，行業(yè)應用的不多，比如蔚然動力和電驅(qū)動采用的德國曼依爾的設(shè)備。第五種就是真空灌封，主要供應商有東莞均眾（代理意大利Marty），深圳欣音達，廈門盈碩科。

參考答案提供者：UPTON-段光勝

參考答案3：

1、灌封電機是很常見的方式，特別是在馬達電機領(lǐng)域，不過灌封膠主要是起到防護作用，沒有導熱等附加作用。灌封電機在新能源領(lǐng)域的應用，主要使用高導熱系數(shù)（0.8-1）的灌封膠，浸漬漆在0.23左右，導熱系數(shù)提高，帶來電機換熱性能的提升，可以降低電機溫升，降低20-30K，或者通過減少電機有效材料來提高電機的轉(zhuǎn)矩密度。但是抵消不了灌封膠將近100元左右每公斤的成本，以及灌封模具的成本。國內(nèi)做的最好的企業(yè)是菲仕電機，新能源乘用車產(chǎn)品主要使用灌封方案，其他企業(yè)也在進行小批量的灌封應用，比如威特力，藝達等，同時也有不少廠商進行相關(guān)嘗試，如比亞迪、江特、華域、精進、聯(lián)合電子等，其中尤其是聯(lián)合電子對灌封技術(shù)使用較多，在電機初步電磁設(shè)計階段就已將灌封考慮在內(nèi)，以求更大的性能輸出以及更小的體積以對沖灌封所增加的重量。商用車由于單體灌封量太大，成本上升壓力過大，很少有使用，宇通在推進這個方向。

2、油冷電機會成為未來乘用車驅(qū)動電機的主流方案，商用車等直驅(qū)平臺不會使用該方案。

優(yōu)點：油冷由于冷卻油直接與繞組等部件接觸，對流傳熱效率很高，在部件所接觸的油量充足充沛的情況下，相對水冷其溫度能大幅下降（20-40k），性能提升空間較大。

缺點1：但目前主要的問題就是油路分布不均、繞組滲透不足造成的冷卻不夠，溫度分布不均，有40多的溫差。

缺點2：絕緣材料的耐油性能要求較高，且目前絕緣材料廠商，電機廠商，ATF油廠商，OEM廠商對這一塊的研究還不夠透徹。

缺點3：產(chǎn)品開發(fā)復雜，油路設(shè)計，定子端部軛部轉(zhuǎn)子區(qū)域的油量分配，與變速箱的油路匹配，仿真與試驗驗證需要大量的科研工作投入，產(chǎn)品開發(fā)周期長。

綜合以上原因，油冷電機現(xiàn)在的占有率還較低，但由于其溫升以及性能潛力大，未來應該能占據(jù)主流

3、很多廠家都有油冷電機，非新能源領(lǐng)域有很多廠商使用油冷電機，比如航空電機多為油冷，新能源純電領(lǐng)域如特斯拉，比亞迪，AVL、中車等。

參考答案提供者：CRRC-董江東

參考答案4：

1、在灌封工藝合理應用（良好的灌封工裝+真空灌封設(shè)備+灌封膠合理配比）情況下，定子整體灌封可替代定子VPI真空壓力浸漆。有應用的測量結(jié)果表明，在合理灌封條件下，電機臺架測試時：定子槽內(nèi)及端部均有15-20℃的穩(wěn)定降溫效果。灌封亦可提高電機功率密度、提高可靠性、延長壽命、降低噪聲阻尼、提高抗振動性。電機定子灌封的應用前景還是樂觀的，未來普遍使用還要看灌封后性能、成本和重量的綜合考量。

2、定子灌封包含兩種灌封形式:帶繞組的定子鐵心灌封；熱套殼體的電機定子總成灌封。一般采用后者灌封形式居多。兩種形式灌封完成后均可達到相比VPI的浸漆效果，即：繞組耐壓3000V+、繞組對地絕緣500MΩ+等電氣性能；

3、目前市場上主流的灌封膠主要有環(huán)氧和硅膠系列。硅膠系列最大優(yōu)勢是導熱系數(shù)高，能夠滿足灌封對于定子散熱的需求，但是硅膠受熱變形較明顯，電機高溫運行過程中有掃膛風險。環(huán)氧系列導熱系數(shù)也可達到1.5-3W/m.K（根據(jù)不同配比情況），能夠滿足對灌封導熱的需求。但環(huán)氧熱固后硬度高、較脆。在定子槽口處因結(jié)構(gòu)限制，灌封膠附著較薄，后期會有脫落至氣隙內(nèi)風險。二者在應用上互有優(yōu)缺。

4、目前中車（南車）圓漆包線、扁線電機都有實際定子灌封應用，南京交科能源交通電氣化所車用高性能永磁同步電機也有批量化的定子整體灌封應用。

5、談下電機油冷趨勢下定子灌封的應用：與油冷時，傳統(tǒng)VPI浸漆+端部結(jié)構(gòu)的絕緣系統(tǒng)面對的問題類似。因灌封膠也有類似冷卻油的分子結(jié)構(gòu)，同樣面臨在冷卻油條件下的絕緣系統(tǒng)可靠性和耐久性問題。不過可以確認的是上述兩種膠在熱固后的防水性能都很優(yōu)異。

6、最后說下電機灌封成本、重量問題：目前所知市面上應用較多環(huán)氧系列灌封膠，考慮灌封工裝在內(nèi)的灌封成本約400-600元/ Kg膠水（國產(chǎn)與進口膠差別較大）。總體來說為降低電機使用溫度，提高電機性能，電機成本也會有所增加，這點在量產(chǎn)時成本上需要考慮。上述兩種形式灌封后較VPI浸漆電機重量上都會增加不少，電驅(qū)系統(tǒng)輕量化時也要關(guān)注灌封帶來的重量變化。成本+重量兩者因素對電機灌封未來的普遍應用也會帶來影響。

參考答案提供者：JSTI-袁新濤