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E-Motor 400 – 800 V Isolierung und Wärmemanagement für Hairpin-Stator-Schlitzauskleidung

02. Mai 2023 | Artikel

Eine der spannendsten Herausforderungen der EV-Revolution besteht darin, ein angemessenes Wärmemanagement und eine ausreichende elektrische Isolierung von Motoren, Batterien und anderen Schlüsselkomponenten sicherzustellen.

Eine der spannendsten Herausforderungen der EV-Revolution besteht darin, ein angemessenes Wärmemanagement und eine ausreichende elektrische Isolierung von Motoren, Batterien und anderen Schlüsselkomponenten sicherzustellen.

Politubes hat eine revolutionäre Lösung entwickelt (EVtubes) zur Verbesserung des Wärmemanagements und der Isolierung von Elektromotoren (EV & HEV) entwickelt, die mit Kupferhaarnadel- und I-Pin-Wicklungen ausgestattet sind.

Kupferhaarnadeln garantieren eine bessere Leistung in Bezug auf Effizienz, Leistungsdichte, Kosten und akustische Auswirkungen und entsprechen den neuesten technologischen Entwicklungen in der E-Mobilitätsbranche, insbesondere in Bezug auf EV-Traktionsmotoren.

Für die Isolierung von Stator-Schlitzen mit Haarnadelwicklungen empfiehlt Politubes die Verwendung von speziell angefertigten NKN (Nomex/Kapton/Nomex)* – NMN (Nomex/Mylar/Nomex)* Isolier-Spiralschläuchen.

Mehrschichtige Nomex/Kapton/Nomex (NKN)-Spiralschläuche sind dünner als herkömmliche Isolierbänder und werden in Dicken von nur 0,13 und 0,19 mm ohne Überlappung.

Die Reduzierung der Dicke und das Fehlen einer Überlappung der Isolierfolie innerhalb des Schlitzes garantieren einige dramatische Verbesserungen in den folgenden Makrobereichen:

  • Wärmemanagement
  • Isolierung und Reduzierung von Teilentladungen
  • Füllfaktor, Leistung und Lebensdauer des Motors
  • Handhabung, mechanische Eigenschaften und Abfallreduzierung

Wärmemanagement

  • Die Wärmeleitfähigkeit innerhalb des Statorschlitzes verbesserte sich aufgrund der reduzierten Dicke der spiralförmig gewickelten Rohre, die ohne Überlappungen hergestellt werden. Tatsächlich ist der überlappende Bereich herkömmlicher Bänder einer der Bereiche, in denen die höchsten Temperaturen erreicht werden können.
  • Überhitzung kann die Motoreffizienz verringern, wichtige Komponenten beschädigen und die Widerstandsfähigkeit der elektrischen Isolierung beeinträchtigen. Eine verbesserte Wärmeableitung kann sich jedoch positiv auf alle wichtigen Matrixkomponenten und die Lebensdauer des Motors auswirken.
  • Reduzierung gefährlicher Hitzespitzen, die den Magnetfluss der Permanentmagnete der Rotoren im Laufe der Zeit beschädigen können;
  • UL-Systemintegration bis zu 220 °C.

Isolierung und Reduzierung von Teilentladungen

  • Reduzierung von Teilentladungen (PD) dank hermetischem Rohrverschluss;
  • Der hermetische Schlauchverschluss bietet eine wesentlich höhere elektrische Isolierung als herkömmliche Folien, bei denen der überlappende Bereich der schwächste Teil der Isolierungskette bleibt.
  • Geringeres Risiko einer Isolationsverschiebung durch Mikrovibrationen während der Lebensdauer des Motors, die zu Teilentladungen (PD) führen kann;
  • Verbesserte Gleichmäßigkeit, thermische, dielektrische und chemische Isolierung;
  • Durchschlagfestigkeit bis zu 12 kV;
  • Hervorragende Imprägnierungseigenschaften mit herkömmlichen Harzen.

Füllfaktor, Leistung und Lebensdauer des Motors

  • Die Verringerung der Größe des Isolators aufgrund der geringeren Dicke und des Fehlens von Überlappungen ermöglicht es, die Kupfermenge im Schlitz zu erhöhen, was zu einer Optimierung des Drehmoments und einer verbesserten Motorleistung führt.
  • Verbesserung des Füllfaktors von Kupfer im Schlitz mit daraus resultierender Optimierung des Drehmoments und verbesserter Motorleistung;
  • Die Reduzierung von Wärmespitzen und Teilentladungen garantiert eine längere Lebensdauer des Motors.

 

Handhabung, mechanische Eigenschaften und Abfallreduzierung

  • Das Fehlen von Überlappungen verringert das Risiko von Verklemmungen beim Einführen von Haarnadeln in die Schlitze, wodurch Ausschuss reduziert und die Produktivität gesteigert wird.
  • Reduzierung von Unfallfällen, bei denen das Isolierband beim Einführen der Haarnadel aus dem Schlitz gedrückt wird;
  • Verringerung des Risikos einer Verschiebung der Isolierung beim Biegen der Haarnadelkurve;
  • Durch die Verwendung von Nomex 410 anstelle von 464 wird der Nomex-Staub auf dem Stator beim Einführen der Haarnadeln reduziert.
  • Überlegene mechanische Zugfestigkeit.

 

Nomex-/Kapton-/Nomex-Rohre sind speziell für 400-V- und 800-V-Motoren konzipiert.

Für 800-V-Motoren empfehlen wir die Verwendung spezieller Nomex-Typen (818 – 864) und Kapton MT+ mit modernsten Eigenschaften hinsichtlich Dielektrizität, Wärmeableitung, Flammwidrigkeit und Haltbarkeit.

NKN-Isolierwendelrohre können innerhalb des Schlitzes geformt oder leicht auf Kupferstangen in Form von rechteckigen Haarnadeln aufgesteckt werden.

Weltweit führende Unternehmen im Bereich der Prozessautomatisierung bieten bereits vollautomatische Systeme zum Einlegen von NKN-Rohren in Statorschlitze an.

Für Automobilanwendungen liefert Politubes auch ultraschallgeschweißte Kappen aus einer Kombination von Nomex 411 und wärmeschrumpfbarem Polyester, die zur Isolierung von Verbindungsstellen, Motorverkabelungsanschlüssen und anderen Komponenten verwendet werden, um eine einheitliche Isolierung im gesamten System zu gewährleisten.

Die europäische Komplettlösung für Wicklungen

Politubes ist ein italienisches Unternehmen, das sich auf die Herstellung von spiralförmig gewickelten Rohren und Isolierkappen für den elektromechanischen und Automobilbereich spezialisiert hat.

Dies ist eine hypervalidierte Technologie, wie fast 50 Jahre Tätigkeit und mehrere Patente, die durch kontinuierliche Innovation erworben wurden, belegen.

Die Zertifizierungen UL TEOU 2 – 8 nr E350605 und ISO 9001:2015 sind ein Garant für die Unternehmensphilosophie. Politubes hat außerdem den Prozess zur Erlangung der Zertifizierung nach IATF 16949 eingeleitet.

Seit über 50 Jahren FAET eines der führenden europäischen Unternehmen auf dem Markt für elektromechanische Komponenten und Ersatzteile. FAET kann alles liefern, was für die Herstellung von Wicklungen für Elektromotoren, Generatoren, Transformatoren usw. in allen Isolationsklassen erforderlich ist.

Das Ziel ist es, gemeinsam mit Politubes die europäische Komplettlösung für alle Isolierkomponenten mit Produkten für den Elektrofahrzeugsektor zu sein.

*(Nomex und Kapton sind eingetragene Marken von DuPont)

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