新能源汽車驅動電機鐵芯用水性自粘結涂料
文章出處：行業(yè)新聞 發(fā)表時間：2024-05-31
硅鋼片用于電機、變壓器鐵芯，為降低鐵芯的渦流損耗，增強防銹和耐腐蝕能力，需要采用絕緣漆涂覆硅鋼片。傳統(tǒng)的硅鋼片制作電機定子或轉子都是采取帶有硅鋼片無機涂料的片材，沖壓成設計的規(guī)格型號后使用焊接、鉚接、螺栓連接等方式壓制成一體。此傳統(tǒng)工藝具有以下特點：
（1）硅鋼片必須是預涂了硅鋼片涂料，制備過程需要使用硅鋼片漆，經(jīng)過上漆、烘烤等工藝；
（2）硅鋼片沖壓成型后需要焊接等復雜工序，二者完成才能制作成為定子或者轉子鐵芯。
而采取環(huán)氧自粘結涂料粘結工藝則可以把兩個過程簡化：首先將硅鋼片的表面滾涂水性環(huán)氧自粘結涂料，經(jīng)過高溫短時間烘烤（一般情況在180-220℃/1min），形成預固化涂層，以便于運輸、儲存；其次，預涂的硅鋼片經(jīng)過沖壓成型后直接使用夾具固定狀態(tài)下烘烤固化完全（一般情況200-230℃/2-3h,高頻電磁加熱可以達到分鐘級），即形成粘合成一個整體的定子或者轉子鐵芯，如此，工藝簡單、高效，避免了采取焊接、鉚接等復雜工序，節(jié)約人力成本，節(jié)約資源能源。
隨著電機對高效率的要求，特別是新能源汽車電機，對功率密度要求越來越高，為了降低鐵損提高效率，硅鋼片有早期的0.35mm厚度，逐漸發(fā)展為0.27mm、0.25mm甚至0.2mm、0.15mm。焊接或者鉚接帶來的問題越發(fā)明顯。焊接鐵芯存在的問題包括熱反應區(qū)較大，可能導致電機性能下降、鐵芯邊緣短路以及絕緣性能下降等，同時焊接工藝也不夠環(huán)保，焊縫粗糙且容易出現(xiàn)瑕疵。鉚接也會對鐵芯結構造成嚴重破壞，導致磁路變窄，從而損害電機的磁性。此外，無論是焊接還是鉚接，它們都是局部固定的連接方式，連接力并不高。然而，如今新能源汽車電機常常需要運行在高達20000rpm甚至更高的25000rpm轉速以上，對轉子鐵芯的緊固強度要求更高。因此，可以看出傳統(tǒng)工藝似乎已經(jīng)不再是轉子鐵芯的最佳選擇。
粘結鐵芯就是一種采用膠水粘接方式的鐵芯制造方法，用以替代傳統(tǒng)的焊接和疊鉚工藝。該改進旨在提高電機的電磁性能，降低定子和轉子鐵芯的鐵損傷。如今的自粘結鐵芯是一種創(chuàng)新的定子鐵芯制造工藝，實際上，自粘結鐵芯可以看作是粘結鐵芯的一種變體。它采用特殊的功能性涂層將定子鐵芯的片間緊密粘接，實現(xiàn)整體性的連接。通過自粘結工藝，定子鐵芯的結構強度和形位公差可以有效提高。該工藝的關鍵在于正確選擇和使用自粘涂層，并進行嚴格的控制，以確保定子鐵芯的質量和穩(wěn)定性。
自粘結鐵芯工藝通過特殊涂層的應用和高溫固化，使鐵芯片間緊密結合，從而顯著提升整體結構的強度。與傳統(tǒng)的鉚接方式相比，自粘結鐵芯具有更高的穩(wěn)定性。它能夠減少渦電流的發(fā)生，降低高速旋轉時的振動，進一步提升電機的效率和降低噪音振動水平（NVH），從而提高整體性能。自粘結鐵芯還可以消除端板、壓圈和緊固件等附件，這樣可以在有效空間內(nèi)增加鐵芯的有效長度。
使用盡可能薄的硅鋼片可以最大程度地降低鐵損，將渦流限制在狹小的間隙內(nèi)，增加回路的電阻，從而減小渦流并減少鐵損。這也是為什么電機不采用整塊鐵芯，而是由涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成的原因。然而，超薄的硅鋼片難以形成鉚接點，而激光焊接可能會導致局部導通，對電機性能不利。因此，自粘結鐵芯成為解決超薄硅鋼片疊壓組裝難題的理想選擇。
根據(jù)在風電電機領域的應用經(jīng)驗，自粘結鐵芯電機相對于傳統(tǒng)焊接和鉚接，電機振動、噪音降低5%，電機扭矩、效能提高5%，溫升可以降低5-10℃。
我司在風力發(fā)電機自粘結鐵芯應用的基礎上，開發(fā)了專門用于新能源汽車電機鐵芯自粘結專用硅鋼水性環(huán)氧涂料（膠）FS7360R（發(fā)明專利號：ZL202211414419.2），本產(chǎn)品適用于油冷電機?？蛻粼陔姍C設計階段導入本自粘硅鋼技術，驗證自粘結結構相對于傳統(tǒng)焊接的技術優(yōu)勢，由鋼廠出廠時涂覆好自粘結涂層，交由沖片廠沖壓成型鐵芯，客戶完成電機成品制造。也可以有客戶自建涂覆線，自主涂覆于硅鋼，自主沖片成型、完成電機制造。
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