EVモータ・電気・電子機器の絶縁材料技術

第1部 EV用モータ・電子・電気機器の絶縁に求められる特性と材料開発動向

(10:00〜12:00)

　本講演では、脱炭素化に必須の電動化技術における高電圧絶縁技術について紹介する。電気自動車 (EV) 用主機モータは小型軽量化、高電圧化および高耐熱化に向けた構造と絶縁材料の開発競争が激しくなって来ている。 　マグネットワイヤー、絶縁シート、ワニス、パワーモジュールや回路基板に求められる有機・無機絶縁材料の特性について最近の開発動向を踏まえて講演する。また、EVの高電圧化、高周波化に伴ってインバータサージと熱の問題がより厳しくなり、絶縁破壊につながる部分放電が発生しやすくなる。そのため、絶縁材料において、複雑で微弱な部分放電の発生有無の判断および部分放電の発生と寿命予測に必須の計測方法について分かり易く具体的に説明する。さらに、EVモータの品質保証のためのインパルス絶縁評価法についても概説する。本講演によって、モータ巻線、絶縁シートやワニスに適応される樹脂材料の高機能化にも役立つ知識が習得できる。

1. EVモータと関連機器の高電圧絶縁技術の最近動向と課題
2. 部分放電による絶縁劣化・破壊メカニズムの基礎と理解のポイント
3. インパルス部分放電計測法 – 電源とセンサーとデータ取得方法 -
4. モータ、絶縁材料、ワニス、回路基板の絶縁評価試験と国際規格の具体例
5. まとめと今後の課題

第2部 絶縁用粉体塗料の特性と車載機器への適用

(13:00〜14:00)

　粉体塗料は、自然環境に対する負荷が低く、省資源な工業塗装用材料として認められています。本セミナーでは、粉体塗料についてその特徴を紹介すると共に、優れた絶縁性・加工性を活かしたEVモーター・電気・電子機器用途への展開を解説します。

1. 粉体塗料の概要・特徴
2. エポキシ系粉体塗料の塗膜性能
3. 車載モーターへの適用例
4. サステナブル社会への提言

第3部 ポリイミド/無機フィラーコンポジット材料の電着法による塗膜形成技術

(14:10〜15:10)

　近年石油エネルギーから電気エネルギーへのパラダイムシフトが急速に進行し、電気自動車等用の高性能電気モーターの開発が重要な課題である。ポリイミド/無機フィラーコンポジット材料の電着は、高い耐放電摩耗性を有する欠陥のない塗膜を形成する革新的技術として注目されている。その電着材料の設計と性能に関して、講演者らのグループの成果を中心に紹介する。

1. 次世代高性能電気デバイスの高性能化
2. 高耐放電摩耗性ポリイミド/無機フィラーコンポジットの電着機能化の材料設計
3. ポリアミド酸塩型電着材料
4. カチオン型可溶性ポリイミド電着材料
5. 可溶性ポリイミド型電着材料

第4部 EV向けパワー半導体用封止材の要求特性とフォーミュレート技術

(15:20〜16:20)

　EVの絶縁用途としてパワー半導体向け封止材に焦点を当てたい。EVの電動システムはバッテリー、制御システム、モーターで構成されているがパワー半導体は制御システムであるインバーターに組み込まれている。EV向けのパワー半導体は小型軽量化のニーズからデバイスとしてSiからSiCやGaNのようなスイッチング時の抵抗が低い材料が採用されるようになり、封止樹脂も従来の特性では対応できなくなっている。 　本講義ではデバイスの変化により封止樹脂にはどのような特性が必要になり、クリアーするためにはどのようなフォーミュレート技術が必要かについて最新の研究から紹介したいと考えている。

1. パワー半導体とは
   1. EVにおける役割とは
   2. パワー半導体の種類
   3. EVに適用するための課題
   4. 新材料 (SiC GaN) の特長
2. パワー半導体向け封止材
   1. 封止方法
   2. 要求特性
   3. 封止材の設計
3. SiC GaN向け封止材の要求特性
   1. 耐熱性
      1. エポキシ樹脂の高耐熱化
      2. エポキシ樹脂に変わる高耐熱材料
   2. 難燃性
      1. エポキシ樹脂の難燃化
      2. 難燃剤について
   3. 熱伝導性
      1. エポキシ樹脂の高熱伝導化
      2. 熱伝導性フィラーについて