EVパワートレイン用樹脂材料の絶縁性能向上と適用事例

１．e-Axle、高電圧部品向け樹脂材料への要求特性と適用事例

(有)カワサキテクノリサーチ　伏見 勝夫 氏

【本講座で学べること】
１．初期性能だけでなく、長期過酷条件下における樹脂の劣化と対策が、具体例で説明される。
２．樹脂、コンパウンドにとどまらず成形法までセットでの理解が得られる。
３．より要求性能が厳しいeVTOLの動向まで踏み込むことにより、今後の開発へのヒントが得られる。

【講座概要】
EVに代表される耐久消費財の性能向上を考える上では、樹脂の短期（初期）性能と長期性能の両方が大事であるが、樹脂の長期劣化のメカニズムや評価方法についてはまだ情報が十分とは言いにくい。加えて、今、最も技術革新が激しい市場の一つであるEVパワートレインは、国内が進んでいる分野だけでなく、海外が進んでいる分野もあり、技術の変化が早い。そのため、使われている樹脂が国内と海外で異なる場合もある。本講座では、上記の課題を踏まえたうえで、「できるだけわかりやすく」を第一に解説する。

１．長期信頼性を担保するために、樹脂劣化のメカニズムと評価方法
　1.1 熱劣化（RTI）
　1.2 放電劣化（コロナ放電）
　1.3 トラッキング劣化
　1.4 機械的劣化
　1.5 吸湿劣化
　1.6 化学薬品による劣化

２．構成部品別の要求特性と樹脂・成形法の具体例
　2.1 e-Axle（モータ）
　2.2 e-Axle（PCU筐体）
　2.3 e-Axle（インバータ）
　2.4 e-Axle（キャパシタ）
　2.5 バスバー

３．市場の変化と、ニーズの高度化
　3.1 高電圧・大出力化の影響
　3.2 環境対応への考え方と方策
　3.3 技術開発の先行指標としてのeVTOLの動向

【質疑応答】

２．xEV向けバスバー絶縁用熱可塑性樹脂の特性と適用技術

(株)ダイセル　天野 雄太 氏

【本講座で学べること】
・自動車分野におけるエンプラの採用事例
・バスバーに求められる絶縁材料の性能
・バスバーの用途別材料選定のポイント

【講座概要】
地球環境への配慮が求められる中、自動車業界ではエンジン車からxEV（電動車）への転換が急速に進んでいます。xEVの普及に伴い、高電圧・高電流化が進むため、電気を安全に扱うための絶縁部材には、これまで以上に高い性能と信頼性が求められています。本講演では、エンジニアリングプラスチック（エンプラ）が自動車部品にどのように使われているのかを分かりやすく紹介します。特に、xEV向けバスバー用途で注目されているエンプラ材料の最近の動きや、開発現場で直面している課題について解説します。さらに、PCU、E-Axle、バッテリーといったxEVの主要部品ごとに、「どのような性能が求められているのか」「材料を選ぶ際に何を重視すべきか」を具体例を交えて説明します。材料や設計に関わる方だけでなく、xEVや樹脂材料に初めて触れる方にも理解しやすい内容です。

１．エンプラとは？

２．エンプラ採用の歴史

３．xEV向けエンプラのトレンド

４．バスバーに求められる絶縁材料の特性

５．用途別のバスバー絶縁材料
　5.1 パワーコントロールユニット向けバスバー
　5.2 E-Axle向けバスバー
　5.3 リチウムイオンバッテリー向けバスバー

【質疑応答】

３．高電圧部品向け耐熱性ポリアミドの特性と耐トラッキング性の向上

(株)クラレ　��輪 峻 氏

【本講座で学べること】
・xEVの高電圧化に伴う材料への要求特性の変化
・耐トラッキング性と製品設計
・600V以上の高電圧領域における耐トラッキング性の評価技術
・耐熱性ポリアミド〈ジェネスタR〉PA9Tの材料特性と高電圧部品への適応性

【講座概要】
電動パワートレインを有する自動車（xEV）の高電圧化が急速に進展している。これにより、車載電装部品においては従来以上の耐電圧性能が要求され、とりわけ表面絶縁劣化に起因するトラッキング現象への耐性が重要な課題となっている。本講座では、xEVシステムの高電圧化動向を背景に、トラッキング現象の発生機構および評価指標について整理し、材料特性と製品設計との関連性を説明する。さらに、800V以上の高電圧システムの普及に反して従来の耐トラッキング評価が最大600Vに制限されていた課題に対し、最大1,000Vまで対応可能な評価系の構築について紹介する。本評価系を用いることで、高電圧領域における耐熱性ポリアミドをはじめとした種々の材料間の耐トラッキング特性について議論するとともに、電極間距離や環境負荷を考慮した条件下での耐トラッキング性についても提示する。加えて、新たに制定された高電圧対応規格UL2597に基づく評価結果を紹介する。以上より、高電圧部品向けの材料特性と製品設計および耐トラッキング性について考察する。

１．xEVシステムの高電圧化と材料に求められる耐トラッキング性
　1.1 xEVシステムの高電圧化
　1.2 トラッキング現象と材料の評価指標
　1.3 材料の耐トラッキング性と製品設計

２．高電圧対応の耐トラッキング性評価技術の構築
　2.1 従来評価法（〜600V）の課題
　2.2 最大1000Vまで対応可能な評価系の構築

３．耐熱性ポリアミド〈ジェネスタ〉PA9Tの材料特性と高電圧部品への適応性
　3.1 耐熱性ポリアミド〈ジェネスタ〉PA9Tの材料特性
　3.2 600V以上の耐トラッキング性における他材料との性能比較
　3.3 耐トラッキング性評価の更なる探索
　3.4 高電圧条件の新規格UL2597での評価状況

４．まとめと今後の展望

【質疑応答】