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電動化モビリティのモータと関連電装品の高電圧化・高周波化・熱対策に向けた絶縁品質評価技術と樹脂材料開発

EV電動化モビリティの高電圧絶縁評価技術の基礎と実例

電動化モビリティのモータと関連電装品の高電圧化・高周波化・熱対策に向けた絶縁品質評価技術と樹脂材料開発

～電動化モビリティの高電圧絶縁技術 / 電動化に必須の高電圧絶縁技術 / PD計測とデータ収集・処理方法 / インバータ駆動モータの絶縁評価試験の具体例 / 電装部品の熱・絶縁対策と評価試験 / EV・HEV用平角巻線、樹脂フィルム材料、耐サージ巻線、プリント回路基板、パワーモジュール～
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    概要

    本セミナーでは、部分放電特性について十分理解し、EVのパワートレインの構成部品、駆動モータ本体とパワーモジュール、さらにそれらを電子制御するプリント基板回路において、「いかに絶縁トラブルにつながる部分放電を発生させないか」の基本対策について基礎から応用まで詳しく解説いたします。
    また、自社開発の高機能な樹脂絶縁材料をEVモータや半導体基板材料に適応する場合、その技術課題と電気的特性の評価方法について具体的に解説いたします。

    開催日

    • 2025年2月21日(金) 10時00分 ～ 17時00分

    受講対象者

    • モータに関連する技術者
    • HEV・EV用モータに関する技術者、開発者

    修得知識

    • EVの高電圧絶縁技術の最近の動向
    • 部分放電と熱的・電気的絶縁劣化メカニズムの基礎
    • インパルス電圧波形による部分放電の計測方法
    • 平角巻線 (ヘアピン) の技術開発、評価試験方法のノウハウ
    • パワーモジュール、回路基板、バッテリー、バスバー等の熱マネジメントと絶縁技術
    • 自社開発の高機能樹脂材料のEモビリティ分野への応用とその特性評価方法
    • 関連のIEC国際規格と課題点

    プログラム

    　脱炭素化に向けて、世界中で各種モビリティ (電気自動車EV、空飛ぶクルマ、電動化航空機等) の電動化に向けた開発が加速している。パワーエレクトロニクスが基盤のEVでは、急速充電器の高出力化だけでなく、駆動モータ、SiCインバータ、DC – DCコンバータ、バッテリーパック、バスバー等の各電装品において800Vアーキテクチャの高電圧化、高スイッチング化が実施されている。安全性、信頼性の観点からEVの耐絶縁性能を保証するためにはこれらの主要素部品の電気的絶縁特性の評価試験方法を習得することが不可欠である。
    　Eモビリティの電動化システムにおいて危惧される最大の課題は、高電圧化、高周波化、熱対策によってシステム内で発生し易くなる部分放電による絶縁破壊トラブルである。微弱な部分放電の精度の高い計測、高電圧絶縁設計と評価試験、さらに高機能性樹脂材料の適応が最大の電動化コア技術である。
    　Eモビリティの絶縁信頼性の評価試験にはインパルス電圧試験法が必須であり、従来型のAC試験と比べて、その必要性と内容について十分な理解がなされていない。そのため、本セミナーでは、インバータ等のパルス制御技術で駆動されるモータで発生する部分放電特性について十分理解し、「いかに絶縁トラブルにつながる部分放電を発生させないか!」の基本対策について基礎事項から学べるように初歩から応用まで詳しく解説する。また、自社開発の高機能な樹脂絶縁材料をEモビリティに適応する場合、その技術課題と特性評価方法について分かり易く解説する。

    1. 電動化モビリティの高電圧絶縁技術の最新技術動向
      1. EVの高耐電圧化に向けた開発動向
      2. 電動航空機の絶縁リスクと高電圧絶縁対策
      3. 車載電装部品の信頼性設計・評価に向けた熱・絶縁技術動向
      4. 樹脂絶縁材料の高耐電圧性、高耐熱性、高熱伝導性に向けた開発動向
    2. 電動化に必須の高電圧絶縁評価方法の基礎
      1. 絶縁破壊につながる部分放電 (PD) 、沿面放電とは何か?
      2. 樹脂材料の絶縁劣化メカニズム
      3. PD発生電圧 (PDIV) の予測方法
      4. モータとパワーモジュールの絶縁構造と弱点部位
      5. 交流 (AC) 試験とは異なるインパルス電圧波形による試験方法
      6. SiCパワー半導体を用いた高電圧化、高スイッチング周波数化とPD発生との関連性
      7. PD特性の周囲環境の依存性
        • 温度
        • 湿度
        • 気圧
      8. 樹脂材料の電気的絶縁特性
    3. PD計測とデータ収集・処理方法
      1. AC試験器とインパルス試験器
      2. PD計測値のばらつきの要因
        • 温度
        • 湿度
        • 空間電荷
      3. インパルス電源、各種PDセンサーの紹介
      4. インバータPWM電圧波形とPDIV特性
        • 立ち上がり時間
        • パルス幅
        • 周波数
      5. センサー感度とノイズレベル、閾値設定、判定条件
      6. インパルス電圧の印加方法、データ収集と処理方法
      7. 恒温恒湿槽を使ったPDIVの温度湿度依存性の測定方法と注意点
    4. インバータ駆動モータの絶縁評価試験の具体例
      1. インパルス絶縁評価試験方法とは何か?
      2. EV用モータと産業用モータの絶縁評価の相違点
      3. ステータ巻線方式と各コイルにかかる電圧 (分担電圧) 計測
      4. モータ内部におけるサージ電圧の伝搬特性
      5. インパルス試験電圧波形と試験結線方法
      6. 巻線のターン間、対地間と相間で発生するPD信号波形の特徴
      7. 国際規格 (IEC) の試験方法と課題点
      8. インパルス電圧波形に対するPDIV特性
      9. 各環境要因 (温度、湿度、気圧) の変化に対するPDIV特性
    5. Eモビリティの電動化システムの各電装部品の熱・絶縁対策と評価試験
      1. EV・HEV用平角巻線 (厚膜化、低誘電率化) のPDIV計測と寿命試験
      2. 樹脂フィルム材料のPDIV温度特性の評価試験方法
      3. ナノコンポジット (耐サージ) 巻線の優れた長寿命特性とそのメカニズム
      4. 耐サージモータ巻線の高温高周波寿命試験法とIEC国際規格
      5. プリント回路基板の高周波絶縁評価方法
      6. パワーモジュールの熱・絶縁対策と材料
      7. バッテリーパックとバスバーの熱・絶縁対策と材料
    6. まとめと今後の課題
      • 質疑応答
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    講師

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    主催

    サイエンス＆テクノロジー 株式会社
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