800V被認(rèn)為是下一代電動(dòng)車必經(jīng)之路，2019年保時(shí)捷發(fā)布全球首款800V車型Taycan?，F(xiàn)代E-GMP5、奔馳EVA、通用第三代純電動(dòng)平臺(tái)以及大眾Trinity，都選擇了800V電壓平臺(tái)。吉利SEA浩瀚平臺(tái)、廣汽、奇瑞、上汽等車企都在規(guī)劃800V的方案，800V成為車企新一輪競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。

800V的核心優(yōu)勢(shì)是快充性能提升明顯。800V電壓平臺(tái)搭配350kW超級(jí)充電樁所能實(shí)現(xiàn)的充電速度，不僅比目前常見的120kW直流快充樁要快上很多，更逐步接近傳統(tǒng)燃油車在加油站加油的使用體驗(yàn)，尤其對(duì)于沒有家用充電樁安裝條件、充電依賴公共充電設(shè)施的用戶來說是一大利好。Taycan支持800V直流快充，最大充電功率250kw，在22.5分鐘內(nèi)能從5％充到80％的電量。在補(bǔ)能焦慮依舊困擾電動(dòng)車發(fā)展的背景下，如何比拼補(bǔ)能速度成為新的焦點(diǎn)，800V在這方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

上圖（左）：保時(shí)捷Taycan

（右）：Taycan 快充SOC-功率曲線圖

800V能顯著降低高壓線束線徑，減少發(fā)熱，降低質(zhì)量，節(jié)約線束成本。電壓等級(jí)從400V提高至800V，根據(jù)最簡(jiǎn)單的P=UI，在輸出相同功率的情況下，800V系統(tǒng)所傳輸?shù)?a href="http://m.hljzzgx.com/tags/電流/" target="_blank">電流就更小，線纜線徑和重量就可以降低，節(jié)省線束的成本及安裝空間。

800V平臺(tái)下電暈腐蝕出現(xiàn)概率增加，電暈腐蝕會(huì)對(duì)電機(jī)絕緣造成重大危害。電暈放電（corona discharge）是指氣體介質(zhì)在不均勻電場(chǎng)中的局部自持放電，是最常見的一種氣體放電形式。通常發(fā)生在在曲率半徑很小的尖端電極附近，如繞組出槽口處、繞組絕緣層內(nèi)部等。電暈即氣隙放電，部分能量轉(zhuǎn)換為光、熱、聲、電磁等，會(huì)造成：

熱效應(yīng)局部溫度升高，絕緣老化等；

機(jī)械損壞，大量帶電離子“電子和正負(fù)離子”以高能量和高速度撞擊，造成絕緣層機(jī)械強(qiáng)度降低、局部放電區(qū)域絕緣層出現(xiàn)麻點(diǎn)、麻坑、孔眼等絕緣失效問題；

化學(xué)損壞，氣體局部放電形成臭氧，臭氧化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，易生成氧化氮，再與水蒸氣反應(yīng)生成硝酸，腐蝕絕緣層。

上圖（左）：脈沖電壓

（右）：電暈腐蝕

要滿足800V的技術(shù)要求，主要通過兩種技術(shù)路線：

厚漆膜工藝；薄漆膜+PEEK膜包工藝；

提升漆膜厚度是最簡(jiǎn)單有效的途經(jīng)，漆包線的絕緣性能與漆膜厚度成正比，現(xiàn)在主流的新能源扁線的結(jié)構(gòu)是：內(nèi)層為銅扁線導(dǎo)體，根據(jù)扁線性能要求和使用領(lǐng)域不同，銅扁線導(dǎo)體外涂設(shè)有二層或者三層絕緣漆膜，漆膜具體包括底漆層、耐電暈漆層和面漆層。第一層為聚酯亞胺或者聚酰胺酰亞胺漆膜，第二層為耐電暈漆膜，第三層為聚酰胺酰亞胺或者聚酰亞胺漆膜。

上圖：扁線道題漆膜涂層分布

根據(jù)精達(dá)股份楊思偉的講話，厚漆膜工藝解決電暈腐蝕主要有以下3條路線：

提高漆包線的局部放電起始電壓（Partial Discharge Inception Voltage，PDIV）值：使漆包線的PDIV值高于電機(jī)運(yùn)行中的過沖電壓，保證不會(huì)因?yàn)榫植糠烹姸l(fā)生絕緣損耗現(xiàn)象。高壓電機(jī)用的漆包線，通常采用介電常數(shù)低的PI漆膜，因?yàn)镻DIV和介電常數(shù)呈反比關(guān)系，介電常越低PDIV值越高。另外還可以增加漆膜厚度，從而達(dá)到提高PDIV值。目前精達(dá)股份可以做到雙邊膜厚320μm，PDIV可達(dá)2300Vp以上。

提高漆包線的耐電暈性能：過提高漆包線的耐電暈性能來增加漆膜的壽命。它是通過延長(zhǎng)破壞通道路徑，耐電暈層可以作為放電阻擋層，降低局部放電漆膜侵蝕；有利于空間電荷的擴(kuò)散，抑制空間電荷的積聚。

兼顧PDIV和耐電暈性能：用PI+P（A）I耐電暈的涂層，這樣漆包線不但具有耐電暈性能同時(shí)還兼具高PDIV的特性，目前精達(dá)股份漆膜厚度可達(dá)320μm，常溫可以達(dá)到2200Vp以上。

上圖：耐電暈漆包線涂層材料

厚漆膜工藝有以下缺陷：

由于漆包線生產(chǎn)方式為多道涂覆+重復(fù)烘烤，為使漆膜達(dá)到指定的厚度，需要對(duì)原有漆包機(jī)進(jìn)行改造，將幾個(gè)機(jī)頭合并在一起才能連續(xù)生產(chǎn)。改造后的漆包機(jī)產(chǎn)能下降，產(chǎn)品的單位能耗上升，同時(shí)排出的廢氣也大量增加；

工藝繁瑣，產(chǎn)品需要經(jīng)過三十次以上的涂覆烘烤過程，行線過長(zhǎng)，要調(diào)整部分工藝參數(shù)：一方面，因生產(chǎn)中烘烤次數(shù)過多，易造成漆膜固化過度，損傷漆膜，從而影響產(chǎn)品性能，產(chǎn)品偏心度也比一般產(chǎn)品大。另一方面，產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中漆包線多次往復(fù)經(jīng)過導(dǎo)輪，也必定會(huì)對(duì)漆層造成損傷，造成產(chǎn)品質(zhì)量下滑；

上述超厚型漆膜的設(shè)計(jì)是出于滿足驅(qū)動(dòng)電機(jī)線圈耐高電壓和高PDIV的目的，但漆膜過厚會(huì)對(duì)其他性能產(chǎn)生負(fù)面影響；包括但不局限于出現(xiàn)漆膜柔韌性下降、驅(qū)動(dòng)電機(jī)線圈繞制過程中漆膜易開裂、不能滿足某些驅(qū)動(dòng)電機(jī)長(zhǎng)期在惡劣的工作環(huán)境（如高溫環(huán)境）下使用等狀況，從而給漆包線生產(chǎn)廠家及使用客戶帶來諸多困擾。

薄漆膜+聚醚醚酮（PEEK）被認(rèn)為是驅(qū)動(dòng)電機(jī)領(lǐng)域的終極絕緣方案。塑料之王PEEK具有優(yōu)良的綜合性能，在許多特殊領(lǐng)域可以替代金屬、陶瓷等傳統(tǒng)材料。該塑料的耐高溫、自潤(rùn)滑、耐磨損、耐電暈腐蝕和抗疲勞等特性，使之成為當(dāng)今最熱門的高性能工程塑料之一，它主要應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、電子電氣和醫(yī)療器械等領(lǐng)域。

上圖（左）：PEEk 化學(xué)方程式

（右）：PEEK的應(yīng)用

PEEK的綜合性能碾壓漆包產(chǎn)品，電機(jī)的使用環(huán)境越嚴(yán)苛，PEEK的優(yōu)勢(shì)越明顯，PEEK的優(yōu)勢(shì)包括：

耐高低溫，持續(xù)使用溫度達(dá)260℃，低溫可耐受100℃；

化學(xué)性能極為穩(wěn)定，各種常見溶劑中只有硫酸可溶解破壞它；

耐水、海水、蒸汽，低滲透性，低吸濕性，長(zhǎng)期放置在濕熱條件下仍能保持結(jié)構(gòu)及性能穩(wěn)定；

在熔融狀態(tài)下具有良好的流動(dòng)性，凝固后具有優(yōu)異的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性，使其可以通過擠出工藝一次性加工成型達(dá)到要求，降低了產(chǎn)品的加工難度和成本；

在較寬的頻率和溫度范圍內(nèi)保持良好的電氣特性，完全滿足電磁線絕緣要求；

無(wú)毒無(wú)污染，加工過程中產(chǎn)生的廢料可完全回收，減少成本的同時(shí)環(huán)保清潔；

優(yōu)異的介電強(qiáng)度，超高的PDIV值；

優(yōu)異的穩(wěn)定性，在長(zhǎng)時(shí)間使用中，性能衰減程度小。

PEEK材料適合單層擠出，實(shí)現(xiàn)更高的功率密度。PEEK多層擠出指的是擠出到涂覆層之外，可顯著提高絕緣性能；單層擠出指的是直接擠出到銅線上，無(wú)需粘接層。單層擠出可實(shí)現(xiàn)更薄的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)更高的導(dǎo)線密度，從而提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率密度和槽滿率。

上圖（左）：各種材料性能對(duì)比

（右）：多層擠出與單層擠出

PEEK已經(jīng)應(yīng)用在電驅(qū)領(lǐng)域中，代表性產(chǎn)品為本田IMMD驅(qū)動(dòng)電機(jī)，采用古河電工提供的HVWW高壓線，與漆包線相比，PEEK采用擠出工藝可以獲得更大的壁厚和更好的同心度，帶來的就是更高的PDIV值和尺寸一致性。此外由于PEEK耐磨性能好，銅線之間預(yù)留的安裝尺寸更小，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的緊湊度，從而提升槽滿率。

上圖（左）：本田IMD扁線示意圖

PEEK的大規(guī)模應(yīng)用主要難點(diǎn)：

專利限制；

成本高昂。

專利限制：PEEK應(yīng)用的關(guān)鍵專利歸日本古河電氣工業(yè)株式會(huì)社所有。該發(fā)明提供一種抗變頻器浪涌絕緣電線，其在無(wú)損高溫下的絕緣性能的情況下可使絕緣層厚膜化、并具有較高的局部放電起始電壓與優(yōu)異的耐熱老化特性。其中，在導(dǎo)體1的外周具有至少1層漆包燒結(jié)層2，在漆包燒結(jié)層2的外側(cè)具有至少1層擠出被覆樹脂層3，漆包燒結(jié)層2與擠出被覆樹脂層3的合計(jì)厚度為50μm以上，漆包燒結(jié)層2的厚度為60μm以下，擠出被覆樹脂層3的厚度為200μm以下，擠出被覆樹脂層3在25℃～250℃的拉伸彈性模量的最小值為100MPa以上，將漆包燒結(jié)層2與擠出被覆樹脂層3合在一起的絕緣層的相對(duì)介電常數(shù)在25℃為3.5以下、在250℃為5.0以下，漆包燒結(jié)層2在250℃的相對(duì)介電常數(shù)（ε1‘）與擠出被覆樹脂層3在250℃的相對(duì)介電常數(shù)（ε2’）的關(guān)系滿足（ε2‘/ε1’）＞1。擠出被覆樹脂層為熱塑性樹脂的層，作為形成擠出被覆樹脂層的熱塑性樹脂，例如可以擠出聚醚醚酮（PEEK）。若采用這些熱塑性樹脂，則與上述厚度、合計(jì)厚度、以及相對(duì)介電常數(shù)、相對(duì)介電常數(shù)及在25℃～250℃的拉伸彈性模量的最小值的比相互作用，從而局部放電起始電壓更進(jìn)一步提高，低溫下直至高溫下的機(jī)械特性及高溫下的絕緣性能也高度地維持，而且耐熱老化特性也更進(jìn)一步提高。

上圖：古河公司抗變頻器浪涌絕緣電線

中國(guó)企業(yè)也在研發(fā)PEEK相關(guān)產(chǎn)品。2021年6月11日精達(dá)股份的發(fā)明專利（一種PEEK電磁線的加工工藝）獲得授權(quán)。該發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)合理而使用可靠便捷的PEEK電磁線的加工工藝，其工藝控制點(diǎn)較少且步驟簡(jiǎn)化程度高，無(wú)需額外對(duì)漆包機(jī)進(jìn)行改造，同時(shí)大幅度減少了廢氣廢液的排放，降低能耗；按照該發(fā)明所提供的漆包線生產(chǎn)工藝所加工出的PEEK漆包線，具備了表面硬度大、耐刮擦、耐化學(xué)試劑、耐高溫高壓及能適應(yīng)各種惡劣工作環(huán)境工作的優(yōu)勢(shì)，能滿足現(xiàn)有廠家及客戶對(duì)PEEK漆包線的生產(chǎn)加工及使用需求。

成本高昂：PEEK高昂的成本是阻礙其大規(guī)模應(yīng)用的重要因素之一，PEEK的綜合性能和優(yōu)勢(shì)碾壓其他產(chǎn)品，但同時(shí)采購(gòu)成本高昂，預(yù)計(jì)未來將首先應(yīng)用在1）使用環(huán)境惡劣，對(duì)性能要求高的車型；2）對(duì)成本敏感度低的豪華車型。

審核編輯 ：李倩