眾所周知，任何帶電的設備或機器，最怕就是漏電和短路。

所謂“外行看熱鬧，內行看門道”，絕緣結構和系統的門道，一直是各大主機廠內部不斷探討和研究的重點課題。

今天我們從頭到尾來看看，新能源汽車驅動電機用的主要絕緣材料應用現狀。

01絕緣系統

目前驅動電機的典型絕緣解決方案一般可分為主要絕緣和次要絕緣，如下圖所示。

主要絕緣對電機的安全運行至關重要，包括電磁線絕緣、槽絕緣、相間絕緣、槽楔絕緣、浸漬漆等；

次要絕緣主要起到輔助的絕緣效果，同時為線圈提供機械支持和保護，包括絕緣套管、綁繩、母線絕緣和焊點涂敷等。

02耐電暈漆包線

驅動電機越轉越快、電驅系統功率密度越來越高，漆包線的性能和質量要求勢必越來越嚴格。

目前，電動汽車驅動電機中，主要使用的是納米粒子改性的H級（或以上級別）的耐電暈漆包線。

這種漆包線的漆膜從早期的三涂層，發展到后來的二涂層。由于三涂層的壽命短、漆膜附著力相對較差，逐漸跟不上要求。

2000年，杜邦開發了二涂層的耐電暈漆包線，底涂層為納米粒子改性聚酯亞胺耐電暈涂層，面涂層為PAI涂層。

二涂層面世至今，已在驅動電機領域應用廣泛。近年來隨著油冷電機的崛起，PAI單涂層耐電暈漆包線憑借其耐ATF油、耐高溫等性能，應用越來越廣泛。

而我們都知道，選用什么材料、什么技術，都是根據應用主體的技術不斷變化的，沒有哪種材料是萬金油。

隨著扁線技術的高速發展，更高的槽滿率、功率密度讓越來越多的OEM選擇扁線電機。

傳統圓形導體定子槽型圖

矩形導體定子槽形

但耐電暈漆包扁線的4個“R”角涂覆工藝性差，當下應用中往往會出現耐電暈性能下降、性能不穩定等痛點問題。

此外，最近部分商業應用正在使用擠出到漆包線的PEEK材料代替溶劑型浸涂。

03絕緣浸漬樹脂

電機定子絕緣處理主要是采用真空浸漬樹脂（VI）和真空壓力浸漬樹脂（VPI），一般來說基體樹脂為高強度高耐熱的改性聚酯或聚酯亞胺。

值得一提的是納米粒子改性技術，通過添加納米無機粒子，可以提高掛漆效率、耐熱性和耐電暈性能。

說到現狀，近幾年來適應繞組通電加熱固化、紫外光固化、旋轉滴浸等新工藝的樹脂，也進入人們視野。

其中，通電加熱工藝屬于效率較高的新做法，從浸漬到樹脂凝膠幾乎只需要幾分鐘，整個處理過程大約1個小時左右就可以完成。而且可以精確控制掛漆量，填充性能好，不產生樹脂固化廢渣。

但是，通電加熱這種工藝的主要設備現在還被德國、意大利的外企所掌控，進口的價格也比較高，目前還沒有大規模在國內擴展。

04柔軟復合材料

目前主流的非油冷驅動電機槽絕緣、槽楔、相間絕緣主要采用兩層聚芳酰胺纖維紙（如Nomex）和一層PI薄膜復合，成為一種柔軟的復合材料。

這種絕緣材料具有H級耐熱等級，且成本更低，所以得到了普遍應用。但其耐電暈和耐ATF油的性能稍差。

隨著油冷電機的普及，這樣不耐油的柔軟材料開始力不從心，容易產生分層現象，從而降低絕緣性能。

這就帶來了一個“惡性循環”：為了提升耐油性能，電機開發設計時會采用耐油性更好的單層厚型聚芳酰胺纖維紙；

但這種材料的電氣性能比較差，為了提升絕緣性能，又必須增加材料設計厚度，增加厚度必然會影響功率密度，從而提升整個電機的制造成本。

這還只是油冷電機，如果再加上當下時興的800V電氣系統的話，上面這些問題會越來越嚴重。

編輯：黃飛