[發明專利]用于電系統的電絕緣熱傳導涂層及其沉積方法

有效

• 申請號: 201810153907.X
• 申請日: 2018-02-22
• 公開（公告）號: CN108448775B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 尹衛軍;A.R.杜加爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02K3/34
• 分類號: H02K3/34;H02K9/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 萬欣;譚祐祥

1.一種電機，包括：

轉子組件，其具有沿軸向方向延伸的轉子芯；

定子組件，其包繞所述轉子組件且與所述轉子組件同軸，包括：

定子芯，所述定子芯具有槽，該槽沿徑向方向延伸到所述定子芯的內表面中且從所述定子芯的第一端部表面沿軸向延伸至所述定子芯的第二端部表面；以及

定子線圈繞組，其設置在所述定子芯的相應槽中；以及

第一電絕緣保形涂層，其設置在所述定子芯和所述定子線圈繞組之間，其中所述保形涂層包括浸漬有高于浸透閾值的有效量的熱傳導陶瓷材料的聚合物基質，所述熱傳導陶瓷材料越過所述第一電絕緣保形涂層的厚度形成連續熱路徑，其中所述熱傳導陶瓷材料包括具有大于500:1的高縱橫比的第一顆粒，其中所述第一顆粒是熱傳導陶瓷納米管，其沿大致垂直于所述保形涂層的表面的方向的方向對準。

2.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，所述轉子芯包括：

槽，其沿徑向方向延伸到所述轉子芯的外表面中且從所述轉子芯的第一端部表面沿軸向延伸至所述轉子芯的第二端部表面；

轉子線圈繞組，其設置在所述轉子芯的槽中；以及

第二電絕緣保形涂層，其設置在所述轉子芯和所述轉子線圈繞組之間，其中所述保形涂層包括浸漬有高于浸透閾值的有效量的熱傳導陶瓷材料的聚合物基質，所述熱傳導陶瓷材料越過所述第二電絕緣保形涂層的厚度形成連續熱路徑。

3.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，所述第一電絕緣保形涂層具有在0.025毫米(mm)到0.5mm之間的厚度且大致沒有孔隙或裂縫。

4.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，所述第一電絕緣保形涂層具有至少3瓦特每米開爾文(W/mK)的熱傳導性。

5.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，所述聚合物基質包括液晶聚合物、熱塑性聚合物、有機單體或低聚體、或其組合，且其中所述熱傳導陶瓷材料按體積包括6%至60%的第一電絕緣保形涂層，其中所述熱傳導陶瓷材料的量至少部分地取決于所述熱傳導陶瓷材料的縱橫比和/或對準。

6.根據權利要求5所述的電機，其特征在于，所述熱傳導陶瓷材料包括氮化鋁、氮化硼、鉆石、氧化鋁、或其組合。

7.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，所述熱傳導陶瓷材料還包括具有小于500:1的縱橫比的第二顆粒。

8.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，所述第一電絕緣保形涂層設置在所述槽的表面、所述定子芯的第一端部表面和第二端部表面、所述定子線圈繞組、或其組合上。

9.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，所述電機是電生成器或電馬達。

10.根據權利要求7所述的電機，其特征在于，所述電機是車輛或飛行器的電生成器。

11.一種制造電機的方法，包括：

經由電泳過程使用涂層漿保形地涂覆所述電機的定子組件的一部分，其中所述涂層漿包括裝載有熱傳導陶瓷材料的聚合物前體，且其中所述部分包括定子芯、定子線圈、或其組合的一部分；

固化涂覆漿的聚合物前體，以將所述熱傳導陶瓷材料裝固在聚合物基質內，以在所述定子組件的部分上形成保形涂層；以及

將所述定子線圈裝載到所述定子芯的槽中，以形成所述定子組件，其中所述保形涂層使所述定子組件的定子線圈與定子芯電隔離，且其中高于浸透閾值的有效量的熱傳導陶瓷材料存在于所述保形涂層中以越過所述保形涂層的厚度形成連續熱路徑，其中所述熱傳導陶瓷材料包括具有大于500:1的高縱橫比的第一顆粒，其中所述第一顆粒是熱傳導陶瓷納米管，其沿大致垂直于所述保形涂層的表面的方向的方向對準。