一种耐电晕的绕包扁线
阅读说明：本技术 一种耐电晕的绕包扁线 (Corona-resistant wrapped flat wire ) 是由 宋安 奚骏 刘明福 宋健步 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种耐电晕的绕包扁线,该耐电晕的绕包扁线包括铜导体、抗电脉冲薄膜和绝缘薄膜；其中,该铜导体包括沿着其长度方向延伸的第一表面、第二表面、第三表面和第四表面；该抗电脉冲薄膜连续设置于该第一表面、该第二表面、该第三表面和该第四表面；该绝缘薄膜层叠设置于该抗电脉冲薄膜的表面上。(The invention provides a corona-resistant lapped flat wire which comprises a copper conductor, an anti-electric pulse film and an insulating film, wherein the copper conductor is arranged on the surface of the copper conductor; wherein the copper conductor comprises a first surface, a second surface, a third surface and a fourth surface extending along the length direction thereof; the anti-electric pulse film is continuously arranged on the first surface, the second surface, the third surface and the fourth surface; the insulating film is stacked on the surface of the anti-electric pulse film.)
技术领域
本发明涉及电机用绕组线的技术领域，特别涉及一种耐电晕的绕包扁线。
背景技术
在新能源汽车中，为了更好地节约内部空间和改善散热性能，通常会将电机和变速箱共同设计在一起。新能源汽车的电机采用脉冲供电，如果电机脉冲供电对应的脉冲尖端电压超过电机用绕组线的绝缘保护层的极限电压，则该脉冲尖端电压会击穿该电机用绕组线并发生电晕现象，最终导致电机用绕组线发生短路情况和危机电机的工作安全性。可见，现有的电机用绕组线并不能有效地避免由脉冲尖端电压引起的击穿和电晕现象，其极容易发生绝缘性能下降和短路的不良效应。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种耐电晕的绕包扁线，该耐电晕的绕包扁线包括铜导体、抗电脉冲薄膜和绝缘薄膜；其中，该铜导体包括沿着其长度方向延伸的第一表面、第二表面、第三表面和第四表面；该抗电脉冲薄膜连续设置于该第一表面、该第二表面、该第三表面和该第四表面；该绝缘薄膜层叠设置于该抗电脉冲薄膜的表面上。可见，该耐电晕的绕包扁线有别于现有的扁线，其不仅具有绝缘薄膜来包覆铜导体以避免铜导体发生外露短路的情况，其还在铜导体和绝缘保密之间设置抗电脉冲薄膜，该抗电脉冲薄膜能够有效地将脉冲尖端电压进行传导和屏蔽，从而提高绕包扁线的抗脉冲尖端电压击穿的性能。
本发明提供一种耐电晕的绕包扁线，其特征在于：
所述耐电晕的绕包扁线包括铜导体、抗电脉冲薄膜和绝缘薄膜；其中，
所述铜导体包括沿着其长度方向延伸的第一表面、第二表面、第三表面和第四表面；
所述抗电脉冲薄膜连续设置于所述第一表面、所述第二表面、所述第三表面和所述第四表面；
所述绝缘薄膜层叠设置于所述抗电脉冲薄膜的表面上；
进一步，所述抗电脉冲薄膜包括多层薄膜结构；其中，
所述多层薄膜结构至少包括电脉冲传导结构层、电脉冲屏蔽结构层和粘合增强层；
所述粘合增强层设置于所述电脉冲屏蔽结构层的下方，所述电脉冲屏蔽结构层设置于所述电脉冲传导结构层的下方；
进一步，所述电脉冲传导结构层具有第一电脉冲传导系数μ1，所述电脉冲屏蔽结构层具有第二电脉冲传导系数μ2，所述电脉冲传导结构层具有第一电脉冲屏蔽系数σ1，所述电脉冲屏蔽结构具有第二电脉冲屏蔽系数σ2，并且满足下面条件式(1)和(2)
μ1≥104*μ2 (1)
σ1≤10-3*σ2 (2)
上述条件式(1)和(2)能够保证电脉冲于所述电脉冲传导结构层的传输效率ρ1大于所述电脉冲于所述电脉冲屏蔽结构层的传输效率ρ2；
进一步，所述电脉冲传导结构层与所述电脉冲屏蔽结构层之间还设有电脉冲损耗层；其中，
所述电脉冲损耗层通过电脉冲吸收材料制成，所述电脉冲损耗层具有厚度d，电脉冲于所述电脉冲层内的损耗量LOSS通过下面条件式计算得到
LOSS＝P*e-s/d (3)
在上述条件式(3)中，P为所述电脉冲的初始电脉冲能量值，s为所述电脉冲沿所述电脉冲损耗层厚度方向的传播距离；
进一步，所述电脉冲传导结构层具有第一厚度D1、所述电脉冲屏蔽结构层具有第二厚度D2、所述粘合增强层具有第三厚度D3，并且满足下面条件式(4)
D1≥D2>2.5*D3 (4)
上述条件式(4)能够使得电脉冲始终局限于所述电脉冲传导结构层和/或所述电脉冲屏蔽结构层覆盖的区域中；
进一步，所述多层薄膜结构还包括隔离层；其中，
所述隔离层设置于所述电脉冲屏蔽层的上方；
所述粘合增强层、所述电脉冲屏蔽结构层、所述电脉冲传导结构层和所述隔离层相互之间为致密接触；
进一步，所述电脉冲传导结构层包括电脉冲传导微结构；其中，
所述电脉冲传导微结构为渔网状微结构或者圆弧状周期微结构；
所述电脉冲传导微结构的材质为电阻率小于所述铜导体的导电材料；
进一步，当所述电脉冲传导微结构为渔网状微结构时，所述渔网状微结构具有尺寸不均匀的网口分布，并且所述渔网状微结构中不同网口的尺寸沿着电脉冲的传输方向逐渐缩小；
或者，
当所述电脉冲传导微结构为圆弧状周期微结构时，所述圆弧状周期微结构具有若干周期性重复排列的圆弧组合，并且对于每一个所述圆弧组合，其内部包括的圆弧结构的尺寸沿着电脉冲的传输方向逐渐缩小；
进一步，所述渔网状微结构包括周期性相互交错的若干经线结构和若干纬线结构；
所述经线结构和所述纬线结构均为丝状导电材料；
所述经线结构和所述纬线结构的横截面面积小于或者等于0.005mm；
进一步，所述圆弧状周期微结构包括周期性连续分布的若干圆弧状波浪单元；
所述圆弧状波浪单元为由导电材料形成的表面光滑结构；
所述圆弧状波浪单元的表面曲率半径大于或者等于10mm；
进一步，所述电脉冲屏蔽结构包括电脉冲屏蔽微结构；其中，
所述电脉冲屏蔽微结构为三角形齿状周期微结构；
所述电脉冲屏蔽微结构的材质为电阻率大于所述铜导体的绝缘材料；
进一步，所述三角形齿状周期微结构具有若干周期性重复排列的三角形组合，并且对于每一个所述三角形组合，其内部包括的三角形结构的横截面尺寸沿着电脉冲的传输方向逐渐缩小；
进一步，所述三角形齿状周期微结构包括周期性连续分布的若干三角形单元；
所述若干三角形单元中的每一个的顶角角度大于或者等于30度；
进一步，所述绝缘薄膜为聚酰亚胺薄膜；
所述聚酰亚胺薄膜的厚度为0.2mm-0.3mm；
进一步，所述绝缘薄膜的外表面还连续地覆盖有一层防划伤包封层；
所述防划伤包封层由硬度大于聚酰亚胺硬度的有机材料形成。
相比于现有技术，该耐电晕的绕包扁线包括铜导体、抗电脉冲薄膜和绝缘薄膜；其中，该铜导体包括沿着其长度方向延伸的第一表面、第二表面、第三表面和第四表面；该抗电脉冲薄膜连续设置于该第一表面、该第二表面、该第三表面和该第四表面；该绝缘薄膜层叠设置于该抗电脉冲薄膜的表面上。可见，该耐电晕的绕包扁线有别于现有的扁线，其不仅具有绝缘薄膜来包覆铜导体以避免铜导体发生外露短路的情况，其还在铜导体和绝缘保密之间设置抗电脉冲薄膜，该抗电脉冲薄膜能够有效地将脉冲尖端电压进行传导和屏蔽，从而提高绕包扁线的抗脉冲尖端电压击穿的性能。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种耐电晕的绕包扁线的横截面结构示意图。
图2为本发明提供的一种耐电晕的绕包扁线的侧视结构示意图。
附图中的数字标记分别是：1：铜导体、2：抗电脉冲薄膜、3：绝缘薄膜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1和图2，分别为本发明实施例提供的一种耐电晕的绕包扁线的横截面结构示意图和侧视结构示意图。该耐电晕的绕包扁线包括铜导体、抗电脉冲薄膜和绝缘薄膜；其中，
该铜导体包括沿着其长度方向延伸的第一表面、第二表面、第三表面和第四表面；
该抗电脉冲薄膜连续设置于该第一表面、该第二表面、该第三表面和该第四表面；
该绝缘薄膜层叠设置于该抗电脉冲薄膜的表面上。
优选地，该抗电脉冲薄膜包括多层薄膜结构；其中，
该多层薄膜结构至少包括电脉冲传导结构层、电脉冲屏蔽结构层和粘合增强层；
该粘合增强层设置于该电脉冲屏蔽结构层的下方，该电脉冲屏蔽结构层设置于该电脉冲传导结构层的下方；
优选地，该电脉冲传导结构层具有第一电脉冲传导系数μ1，该电脉冲屏蔽结构层具有第二电脉冲传导系数μ2，该电脉冲传导结构层具有第一电脉冲屏蔽系数σ1，该电脉冲屏蔽结构具有第二电脉冲屏蔽系数σ2，并且满足下面条件式(1)和(2)
μ1≥104*μ2 (1)
σ1≤10-3*σ2 (2)
上述条件式(1)和(2)能够保证电脉冲于该电脉冲传导结构层的传输效率ρ1大于该电脉冲于该电脉冲屏蔽结构层的传输效率ρ2，这是由于电脉冲的表面传输效应，该电脉冲在该绕包扁线内传输时，该电脉冲的主脉冲波会集中分布在该电脉冲传导结构层中，当时该电脉冲的其他次脉冲波会呈尾波状态分散地分布在该电脉冲屏蔽结构层中，而根据上述条件式(1)和(2)制成的电脉冲传导结构层和电脉冲屏蔽结构层能够最大限度地将该电脉冲的主脉冲波和大部分次脉冲波局限在该电脉冲传导结构层中，从而提高该电脉冲于该电脉冲传导结构层的传输效率ρ1以及降低该电脉冲屏蔽结构层的传输效率ρ2；
优选地，该电脉冲传导结构层与该电脉冲屏蔽结构层之间还设有电脉冲损耗层；其中，
该电脉冲损耗层通过电脉冲吸收材料制成，该电脉冲损耗层具有厚度d，电脉冲于该电脉冲层内的损耗量LOSS通过下面条件式计算得到
LOSS＝P*e-s/d (3)
在上述条件式(3)中，P为该电脉冲的初始电脉冲能量值，s为该电脉冲沿该电脉冲损耗层厚度方向的传播距离，由于电脉冲呈现电脉冲波的形式在该电脉冲传导结构层内传输，故该电脉冲波并不会完全局限于该电脉冲传导结构层内，其中的一部分电脉冲波会以消逝波的形式渗透至该电脉冲损耗层，为了最大限度地避免该渗透的一部分电脉冲波的进一步传输，通过上述条件式(3)来设置该电脉冲损耗层的厚度，从而使得该渗透的一部分电脉冲波在该电脉冲损耗层传输过程中自然地损耗消失，以降低该渗透的一部分电脉冲波的电击穿作用；
优选地，该电脉冲传导结构层具有第一厚度D1、该电脉冲屏蔽结构层具有第二厚度D2、该粘合增强层具有第三厚度D3，并且满足下面条件式(4)
D1≥D2>2.5*D3 (4)
上述条件式(4)能够使得电脉冲始终局限于该电脉冲传导结构层和/或该电脉冲屏蔽结构层覆盖的区域中，根据上述条件式(4)来设置该第一厚度D1、该第二厚度D2和该第三厚度D3能够在保证电脉冲集中在该电脉冲传导结构层和/或该电脉冲屏蔽结构层传输的同时，有效地提高该粘合增强层粘合性能，从而避免该电脉冲传导结构层和/或该电脉冲屏蔽结构层发生脱落的情况；
优选地，该多层薄膜结构还包括隔离层；其中，
该隔离层设置于该电脉冲屏蔽层的上方；
该粘合增强层、该电脉冲屏蔽结构层、该电脉冲传导结构层和该隔离层相互之间为致密接触；
优选地，该电脉冲传导结构层包括电脉冲传导微结构；其中，
该电脉冲传导微结构为渔网状微结构或者圆弧状周期微结构；
该电脉冲传导微结构的材质为电阻率小于该铜导体的导电材料；
优选地，当该电脉冲传导微结构为渔网状微结构时，该渔网状微结构具有尺寸不均匀的网口分布，并且该渔网状微结构中不同网口的尺寸沿着电脉冲的传输方向逐渐缩小，由于电脉冲自身会趋向尖端结构进行传输，故当将该渔网状微结构设置成具有尺寸逐渐缩小的网口分布，能够提高电脉冲的传输效率，从而将该电脉冲最大限度地从绕包扁线导出；
优选地，当该电脉冲传导微结构为圆弧状周期微结构时，该圆弧状周期微结构具有若干周期性重复排列的圆弧组合，并且对于每一个该圆弧组合，其内部包括的圆弧结构的尺寸沿着电脉冲的传输方向逐渐缩小，由于电脉冲自身会趋向尖端结构进行传输，故当将该圆弧状周期微结构设置成具有尺寸逐渐缩小的圆弧结构分布，能够提高电脉冲的传输效率，从而将该电脉冲最大限度地从绕包扁线导出；
优选地，该渔网状微结构包括周期性相互交错的若干经线结构和若干纬线结构；
该经线结构和该纬线结构均为丝状导电材料；
该经线结构和该纬线结构的横截面面积小于或者等于0.005mm；
优选地，该圆弧状周期微结构包括周期性连续分布的若干圆弧状波浪单元；
该圆弧状波浪单元为由导电材料形成的表面光滑结构；
该圆弧状波浪单元的表面曲率半径大于或者等于10mm；
优选地，该电脉冲屏蔽结构包括电脉冲屏蔽微结构；其中，
该电脉冲屏蔽微结构为三角形齿状周期微结构；
该电脉冲屏蔽微结构的材质为电阻率大于该铜导体的绝缘材料；
优选地，该三角形齿状周期微结构具有若干周期性重复排列的三角形组合，并且对于每一个该三角形组合，其内部包括的三角形结构的横截面尺寸沿着电脉冲的传输方向逐渐缩小，由于电脉冲自身会趋向尖端结构进行传输，故当将该三角形齿状周期微结构设置成具有尺寸逐渐缩小的三角形结构分布，能够提高电脉冲的传输效率，从而将该电脉冲最大限度地从绕包扁线导出；
优选地，该三角形齿状周期微结构包括周期性连续分布的若干三角形单元；
该若干三角形单元中的每一个的顶角角度大于或者等于30度；
优选地，该绝缘薄膜为聚酰亚胺薄膜；
该聚酰亚胺薄膜的厚度为0.2mm-0.3mm；
优选地，该绝缘薄膜的外表面还连续地覆盖有一层防划伤包封层；
该防划伤包封层由硬度大于聚酰亚胺硬度的有机材料形成。
从上述实施例可以看出，该耐电晕的绕包扁线包括铜导体、抗电脉冲薄膜和绝缘薄膜；其中，该铜导体包括沿着其长度方向延伸的第一表面、第二表面、第三表面和第四表面；该抗电脉冲薄膜连续设置于该第一表面、该第二表面、该第三表面和该第四表面；该绝缘薄膜层叠设置于该抗电脉冲薄膜的表面上。可见，该耐电晕的绕包扁线有别于现有的扁线，其不仅具有绝缘薄膜来包覆铜导体以避免铜导体发生外露短路的情况，其还在铜导体和绝缘保密之间设置抗电脉冲薄膜，该抗电脉冲薄膜能够有效地将脉冲尖端电压进行传导和屏蔽，从而提高绕包扁线的抗脉冲尖端电压击穿的性能。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。