新能源汽车产业绝缘材料调研报告

股票代码：601208新能源汽车驱动电机绝缘材料需求及发展技术发展中心：伍尚华刘锋许自贵1新能源汽车发展现状2新能源汽车绝缘材料3驱动电机基本属性及绝缘结构4驱动电机绝缘材料高性能要求5驱动电机绝缘材料发展现状及热点6公司现状及发展建议新能源汽车发展现状汽车尾气向零排放发展是全球化长期不可逆需求。汽车行业正从传统燃油车（内燃机驱动）向电动车（电力驱动）即新能源（清洁能源）汽车发展，如火如荼。二、节能减排需求一、资源问题新能源汽车发展的必然性石油、天然气等不可再生资源日益减少。石油价格长期上升趋势明显，油价日益高昂已成为经济不能承受之重。新能源汽车发展现状图2：世界主要国家CO2排放比例中国,13.0%美国,24.6%俄罗斯,6.4%日本,5.1%印度,4.1%德国,3.9%英国,2.5%加拿大,2.2%意大利,1.9%法国,1.7%韩国,1.7%乌克兰,1.6%其他,31.3%145146185188268125130161140155050100150200250300日本欧洲中国韩国美国2009年实际排放量法定目标汽车平均CO2排放量（克/千米）20152015201520152016时间能源大量消耗带来温室气体排放问题，是造成气候变化主要原因。图1：各国汽车减排目标各国纷纷制订标准，降低汽车排放中二氧化碳对环境的影响。新能源汽车发展现状国家战略行为汽车产业“十三五规划”产业结构调整发展节能与新能源汽车1、国家将促进汽车产业与关联产业、城市交通基础设施和环境保护协调发展，从汽车制造大国转向汽车强国，预计2015年产销量达到2500万辆。1、国家将大力扶持传统燃料的节能环保汽车、以纯电动汽车为主的新能源汽车，及支持研究开发混合燃料、氢燃料等汽车。2、2015年，中国自主品牌汽车市场比例将进一步扩大，自主品牌乘用车国内市场份额超过50%，其中自主品牌轿车国内份额超过40%。2、2015年前，国家将大力扶持发展节能与新能源汽车的关键零部件的发展。在电机、电池等核心零部件领域，力争形成3至5家骨干企业，产业集中度超过60%。3、中国汽车业将从依靠内需市场转向大规模出口，2015年自主品牌汽车出口占产销量的比例超过10%。3、实现普通混合动力汽车的产业化，力争中/重度混合动力乘用车保有量达到100万辆以上国家鼓励新能源汽车的发展，在整车和零部件方面提出明确发展目标总体发展趋势新能源汽车发展现状到2025年，全球电动车规划产量将达570~820万辆。我国是汽车产销量世界第一大国，2017年新能源汽车产量为79.4万辆，销量为77.7万辆，分别占2017年全国汽车产销量的2.71%和2.69%。目前国内新能源汽车产量增长率的趋势在40%，到2020年将会超过200万辆，该行业发展具有很大的空间。新能源汽车发展现状新能源汽车特点使用成本更低，未来前景更光明无尾气排放，不排放任何污染能源利用率更高，更加节能不直接消耗不可再生资源行驶无噪音，更加舒适新能源汽车的特点新能源汽车绝缘材料新能源汽车电器系统组成新能源汽车绝缘材料驱动电机ⅠⅢ绝缘材料动力电池Ⅱ配电控制系统新能源汽车绝缘材料燃料电池复合材料双极板高耐候性高防污绝缘材料隔膜材料高强度电池模组支撑材料质子交换膜材料新能源汽车绝缘材料由于各厂家设计不同、结构千变万化，因此汽车用材料的系统性难以归结。今天重点介绍驱动电机绝缘材料的技术要求及发展趋势高导热绝缘材料高压配电灭弧材料驱动电机基本属性及绝缘结构车用电动机种类繁多，包括汽车发电机、驱动电机、启动电机、轮毂电机、雨刮、玻璃升降、风扇、空调、电动视镜等等。与电动车技术发展关联紧密的是驱动电机、启动电机、轮毂电机。其它辅助配置型电机属于技术成熟的产业化小微直流电动机。新能源汽车用电机现状驱动电机基本属性及绝缘结构在庞大的电机家族中，电动车动力电机属于Y系列中小型中低压电机序列。最高工作电压：750V优先电压等级设定（GB/T18488.1-2015）：144、288、312、336、384、600V。峰值功率：10~140KW,最高可达170KW（西门子)设计类型：永磁同步电机、异步电机、开关磁阻电机所属电机序列驱动电机基本属性及绝缘结构特殊技术要求结构紧凑的小尺寸：高功率密度KW/Kg（KW/L）高转矩密度（N.m/L）动态运行环境下的人身安全可靠性；里程续航能力保障的轻重量高效率性；舒适性追求的低震动和噪音。电机瞬时功率大、带负载起动性能好、过载能力强、电机转速高速化、可靠性好，能够在较恶劣的环境下长期工作。驱动电机基本属性及绝缘结构绝缘结构系统Y系列中小电机结构，定子普遍采用漆包绕组嵌槽并柔软复合绝缘纸浸渍封装一体化的绝缘结构。基本绝缘材料漆包线漆槽衬绝缘纸（柔软复合）浸渍（树脂）漆灌封树脂（胶）绝缘绑扎带（绳）等。驱动电机基本属性及绝缘结构驱动电机基本属性及绝缘结构浸渍灌封工艺旋转滴浸真空沉浸（VI）真空压力浸渍（VPI）固化方式烘房加热（外加热）通电涡流加热（内加热）光固化制造工艺方式驱动电机绝缘材料高性能要求耐电晕性频繁启动变速、交变载荷及平路爬坡动力转换，驱动电机转速具有很大的随机动态变化，这种状态会使绕组随时承受高频率的脉冲电压和较大的过载电流，高频脉冲电压和大电流下绝缘结构容易产生内部电晕，内部电晕是一种微观的放电腐蚀现象，其累积作用结果是导致绝缘破坏失效。耐电晕性要求是驱动电机用绝缘材料的技术关键。高耐热性及高导热性缩小体积重量的驱动电机高功率密度（4kW/kg）化设计，很难避免从电能转化机械能过程中损失效率所导致的比普通电动机更高的热量温升。新能源车用驱动电机具有更高的运行工作温度，故绝缘结构耐温等级设定选择在H~C级，同时，为了提高电机系统有效散热降温能力，对其配套绝缘材料也提出了高导热性需求。驱动电机绝缘材料高性能要求优良的机械力学整体性电动车驱动电机处于户外交通运行动态工作环境，具有强的振动性和气候环境温度条件变化性，因此既需要绝缘结构具有优良的高粘结强度刚性，也需要能迅速分散冷热变化和机械应力冲击的柔韧性，以保障驱动电机在不同环境下运行的可靠性和安全性。这既对绝缘材料基本性能提出了更高要求，也需要应用工艺性配合电机制造工艺沿着有利于结构无气隙一体化的理想整体连续性方向发展改进。驱动电机绝缘材料高性能要求耐ATF油性对于油冷型变速箱，变速箱油（ATF油）会对相邻环境绝缘结构具有一定溶胀性破坏，驱动电机的技术发展，对绝缘结构及材料的提出了耐ATF油性需求，以保证安全运行寿命。驱动电机绝缘材料高性能要求驱动电机绝缘材料高性能要求环保、阻燃性绝缘材料在电机制造使用过程的环保性要求，是现代工业化过程的发展基本需要，着眼于生命安全，驱动电机（尤其是商用车）绝缘体系的阻燃性（无卤）也是日渐的必需。驱动电机绝缘材料高性能要求耐电晕漆包线漆（漆包圆线、漆包扁线）；耐电晕柔软复合材料；耐电晕浸渍树脂；高导热灌封树脂等。新能源汽车驱动电机主体绝缘材料驱动电机绝缘材料发展现状及热点驱动电机制造•国家准入200余家•大洋电机上海电驱动•北京精进电机上海大郡控制•联合汽车UASE中车时代•华域电动巨一JEE•双林德洋方正电机（十大品牌）绝缘材料需求（200万辆电动车/年）漆包线漆1000t浸渍漆（树脂）5000t柔软复合绝缘纸3000t灌封胶（树脂）1500t（注：本数据为按功率密度4KW/kg估算）驱动电机绝缘材料发展现状及热点•H级复合绝缘纸（NH、NHN等）国产供给•浸渍树脂主要依赖进口•（美国艾士德（Axalta）：E4030、E4200、E4250等：•H~C级耐热性•高挂漆量•高粘结力•耐ATF油性驱动电机绝缘材料发展现状及热点绝缘材料供给状态驱动电机绝缘材料发展现状及热点行业关注热点技术耐电晕扁线漆包线漆高导热灌封树脂耐ATF油绝缘复合耐高温（大于180级）绝缘油漆及复合公司现状及发展建议H级复合NH、NHN小范围的供与合作公司NHN产品的客户主要有：襄樊东风、荆州红美、成都华川、珠海英博尔、信质电机等。就驱动电机而言这些只占冰山一角，且不涉及十大排行榜，与板块主力尚无明显发展性战略合作关联。绝缘树脂（漆）数十年制造技术基础耐电晕漆包线漆早期研发经历和部分技术沉淀油漆领域板块目前还没有与新能源汽车领域有实质性的合作客户。行业关联涉足从事驱动电机技术升级高端绝缘材料的研究发展目前不需要重大的有形资产性资本投入。板块研发技术力量相对薄弱，缺乏有系统认知演绎及产品配方设计构想能力的理性技术团队资源，资深领军者凤毛麟角。市场方面尚无宏观持续有效的发展需求性战略合作客户建设。东材科技绝缘材料似尚游走在电动车驱动电机的边缘。伺机跟风的作业状态，不具备领军的条件公司现状及发展建议现状发展热点建议公司现状及发展建议H级耐电晕复合绝缘纸（TH、THT及其它）为了保持现有NH、NHN客户的可能性升级技术要求以及未来客户群的拓展，以杜邦T864型纸替代基材N纸的复合TH、THT是公司应当尝试并评价的必要技术储备。同时可以积累探索提高复合绝缘纸耐电晕性的其它解决方案。复合绝缘纸是一类相对独立的C阶段（已固化态）结构材料，与下游驱动电机定子制造工艺匹配性问题也较少，具有一定程度的闭门可造型。纳米粒子改性聚酯亚胺无溶剂浸渍树脂着眼于与H~C级漆包线的界面亲和作用关联和良好的耐ATF油性，聚酯亚胺无溶剂浸渍树脂是国内外相关的首选，纳米粒子改性有利于提高挂漆量和高粘结力，有利于提高整体连续性，减少浸漆次数降低成本。公司具有聚酯亚胺浸渍树脂成熟产品（D035）和相关技术，具备较有利的升级衍生开发基础，可以进行持续延伸开发并联想创新，提高耐电晕性的解决方案。公司现状及发展建议耐电晕漆包线漆漆包线漆是公司着力发展的方向，耐电晕漆包线漆类的技术和产品的应用领域以及公司在该产品方向的投入发展，本调研不赘言。公司现状及发展建议高导热灌封胶灌封技术广泛应用于电子元件封装保护，绝缘性和导热性也是电子灌封的基本要求，国内外并具有成熟的产业化，量化属于万吨级。部分电机如轮毂驱动电机等，其整体性和散热性要求需要灌封，驱动电机的发展对灌封胶提出了高导热性。高导热灌封胶的基本技术支持是微细无机填料型(ALO3、SIO2、BN、SIC等)的环氧-酸酐（双组份）、或聚氨酯改性环氧树脂。公司在该板块几乎是零投入，建议可以有试探性技术认知储备，是否有空间发展依赖于与市场需求的本质关联。•几乎没有浮躁激情的一蹴而就，即便有立竿见影的短平快效益，也多是建立在需者的迫切与供者长期积淀的剪贴和链接。•驱动电机发展所属清洁能源使用是国家战略行为，相关高性能需求具有长期的可持续性发展空间。•公司目前最缺乏的是下游战略合作的伙伴和有力长效的技术团队资源，选择发展当需要切实努力的打造和铺建。结语Thanks战略愿景企业愿景VISION成为世界知名的创新型新材料生产服务商