اهمیت سیم لاکی در خودروهای برقی (EV)

در موتورهای الکتریکی خودروهای برقی، سیم لاکی یکی از اجزای حیاتی به شمار می‌آید؛ زیرا به‌طور مستقیم در تولید میدان مغناطیسی و عبور جریان‌های شدید الکتریکی نقش دارد. این سیم‌ها معمولاً در سیم‌پیچ استاتور و در برخی موارد در روتور مورد استفاده قرار می‌گیرند و باید ویژگی‌های زیر را دارا باشند:
مقاومت حرارتی بالا تا دماهای 220 درجه سانتی‌گراد و بالاتر
دوام مکانیکی در برابر تنش‌ها و ارتعاشات
پایداری شیمیایی در برابر خنک‌کننده‌های خاص خودروهای برقی (مانند روغن‌ها و سیالات دی‌الکتریک)
حداقل‌سازی تلفات الکتریکی و حرارتی
جنس و نوع سیم لاکی مورد استفاده

سیم‌های لاکی مورد استفاده در موتورهای EV عمدتاً از مس با خلوص بالا تولید می‌شوند. تفاوت اصلی آن‌ها در نوع عایق (لاک) به‌کاررفته است که نقش تعیین‌کننده‌ای در عملکرد ایفا می‌کند. عایق‌ها معمولاً چندلایه و از مواد پیشرفته شامل موارد زیر هستند:
پلی‌آمیدایمید (PAI) + پلی‌استرایمید (PEI): ترکیبی از مقاومت حرارتی بالا و انعطاف‌پذیری مناسب
پلی‌ایمید (PI): مناسب برای شرایط کاری بسیار سخت
پوشش‌های نانوکامپوزیتی: جهت کاهش تلفات و بهبود انتقال حرارت
براساس گزارش مؤسسه تحقیقات E-Mobility در Fraunhofer Institute آلمان، استفاده از سیم‌های لاکی با پوشش نانوکامپوزیتی موجب کاهش ۵ تا ۱۰ درصدی تلفات توان در موتورهای الکتریکی خودروهای برقی شده است.

ساختار مقطع سیم: گرد یا تخت؟
در بسیاری از خودروهای برقی مدرن، به‌ویژه در فناوری‌های جدید، از سیم‌های لاکی با مقطع مستطیلی استفاده می‌شود که با عنوان Hairpin winding wire  نیز شناخته می‌شوند. مزایای این نوع سیم شامل موارد زیر است:
افزایش چگالی سیم‌پیچی
بهبود انتقال حرارت
کاهش تلفات جریان گردابی (Eddy Current)

تولیدکنندگان پیشرو در جهان

برخی از شرکت‌های شاخص در تولید سیم لاکی ویژه خودروهای برقی عبارتند از:
1.       Superior Essex (آمریکا) – تولید سیم‌های High-Voltage Winding Wire با مقاومت حرارتی تا 240°C و تأییدیه خودروسازان معتبر
2.       Elektrisola  (آلمان) – پیشرو در تولید سیم‌های بسیار نازک با عایق‌های ویژه برای EV
3.       Furukawa Electric  (ژاپن) – سازنده سیم‌های Hairpin با کارایی بالا
4.       Sumitomo Electric  (ژاپن) – توسعه‌دهنده سیم‌های با پوشش نانوکامپوزیتی برای دماهای بالا
Tongling Jinglong Electric Material (چین) – تأمین‌کننده اصلی سیم‌های EV در بازار چین
نمونه کاربرد در خودروهای برقی

Tesla Model 3 و Model Y: استفاده از سیم‌پیچ Hairpin با عایق حرارتی بسیار بالا
BMW i4 و iX3: بهره‌گیری از فناوری PEC (Partial Encapsulated Coating) برای بهینه‌سازی انتقال حرارت
Hyundai Ioniq 5: سیم‌پیچی مستطیلی ویژه برای افزایش بهره‌وری در سرعت‌های بالا

استانداردهای مرتبط

برخی از استانداردهای کلیدی مرتبط با این نوع سیم‌ها عبارتند از:
IEC 60317-13 و IEC 60317-29: الزامات سیم‌های تخت با عایق ترموپلاستیک یا ترموست
IEC 60851: روش‌های آزمون (شامل انعطاف‌پذیری، پایداری حرارتی، چسبندگی لاک و ...)
AIAG VDA FMEA و ISO/TS 16949: الزامات کنترل کیفیت در فرآیند تولید سیم برای صنعت خودرو

آینده سیم لاکی در صنعت
EV
مسیر توسعه این محصول در سال‌های آینده شامل موارد زیر است:
استفاده از عایق‌های چندلایه با خاصیت خودترمیمی (Self-healing)
بهره‌گیری از پوشش‌های نانو برای کاهش تلفات در فرکانس‌های بالا
تولید سیم‌های خنک‌شونده (Hollow Wire) با امکان عبور سیال خنک‌کننده داخلی

جمع‌بندی
سیم لاکی قلب تپنده موتورهای الکتریکی در خودروهای برقی است و انتخاب صحیح آن، تضمین‌کننده عملکرد مطمئن، راندمان بالا و طول عمر بیشتر موتور خواهد بود. هرچه فناوری ساخت این سیم‌ها پیشرفته‌تر شود، خودروهای برقی نیز بی‌صدا، قدرتمند و بهینه‌تر حرکت خواهند کرد.

صفحه نخست