艾思博：2026热塑性复合材料在电机中的应用白皮书（32页）.pdf

1、热塑性复合材料在电机中的应用行业洞察引言对高性能电机日益增长的需求，催生了对能够承受极端工况并优化效率的先进材料的需求。其中关键领域之一便是的护套应用这种薄壁结构部件能显著提升转子和定子的机械强度、热管理性能及电磁性能。尽管传统上采用金属或热固性复合材料制造，但这类部件仍需通过精心的材料选择与工程设计来平衡各项性能指标。本文深入分析了热塑性复合护套在电机中的作用及其面临的独特设计挑战。本书既面向不熟悉复合材料的电机工程师，也适合希望了解电机设计要求的复合材料专家，有效弥合了两大领域的知识鸿沟。书中深入探讨了纤维选型、聚合物选择、壁厚设计、组装工艺及制造技术之间高度相互依存的关系这些因素均直接影

2、响产品在工业规模下的性能表现与可行性。这些要素不仅单独来看复杂难解，更彼此紧密关联，因此需要采用整体性设计理念进行优化设计。本研究系统探讨了电机中护套结构的作用，详细分析了机械强化、电磁干扰与热性能之间的权衡关系。同时深入探讨了护套生产的可扩展性问题，重点阐述了激光辅助绕带（LATW）技术如何实现稳定且高精度的制造工艺。通过构建一套完善的材料评估与设计策略框架，本文为身处电机研发领域不断变革环境中的工程师提供了实用参考指南。目录电机简介转子护套的应用场景5定子护套的应用场景37电机护套的现有材料解决方案8热塑性塑料的优势9通用设计考量因素13纤维选择14聚合物/树脂选择15转子护套的壁厚16定

3、子护套的壁厚20纤维角度22相关的组装类型24生产与自动化的规模化适应能力27价值主张2901电机简介电气化正迅速改变着各个行业，电机的应用量显著增长。根据财富商业洞察及市场研究机构等最新数据，全球电机市场规模在2024年达到1451.5亿美元，预计2025年将增至1554亿美元，并于2032年达到2581.7亿美元，在预测期内年均 CAGR 为7.52%。亚太地区在2024年占据全球市场份额的40.75%，主导了该市场格局。2581.7亿美元202420252026202720282029203020312032来源：https:/ SPM 电机中，护套主要用于固定表面磁体；而在特斯拉Mod

4、el S等车型使用的IPM电机中，护套能在高速运转时增强转子结构强度，并使转子桥接部分更薄，从而提升电磁效率。若不使用护套，则嵌入式磁体上方的钢制桥接结构必须加厚以确保结构完整性，这可能会影响磁性能表现。1.表面永磁转子（SPM）采用转子位于定子外部并使用永磁体的电机，广泛应用于高速领域，如高性能电动汽车、无人机、高速工业机械及航空航天设备。这类应用对转子结构的完整性要求极高。转子护套能显著提升电机在高转速下的耐用性和稳定性，降低磁体位移风险，并优化热管理性能，从而增强整体结构强度。这些优势对于转子长期暴露于外界环境且需高速运转的应用场景尤为关键。SPM 电机的类型无刷直流电机（BLDC）的特

5、点包括：永磁体安装在内转子外表面、配备三相驱动线圈、一个或多个用于检测转子位置的霍尔传感器以及驱动电子控制系统。BLDC 电机以其高功率重量比、高速运行性能及电子控制特性而著称。永磁同步电机（PMSM）与BLDC电机类似，均在转子上使用永磁体；但其区别在于采用正弦驱动方式，可实现更平稳的运行。该电机广泛应用于需要精确速度和位置控制的场合。各类电机完整分类详情可访问：https:/ AFPT 公司率先实现工业化落地，是制备高品质热塑性复合材料构件的创新工艺。工艺将热塑性预浸带缠绕至芯模，同步通过激光供热、辊压施压完成材料固结；构件在缠绕工序中即可实现完全致密成型，无需额外后固结加工。该工艺以高效

6、生产、成品复合材料性能优异著称，是高端热塑性复材结构件制造的核心工艺方案。LATW 工艺另一大突出优势是规模化适配能力。新能源电机市场规模超千亿美元，单品产能需求可达数十万乃至百万级。依托 LATW全自动化高速生产特性可轻松实现量产，尤其适配壁厚低至 0.2 毫米的薄壁零部件加工。传统工艺中，芯模预热、首层复材贴合、芯模冷却、脱模、构件裁切等工序均需人工分步操作，整套流程耗时久、人工干预多，难以达成理想生产节拍与成本控制目标。而 LATW 工艺将所有工序集成在设备内自动化完成，下一页的示意图展示了机器内部的所有操作流程。针对薄壁件生产有一大关键优势：可直接在芯模上将长管材分切为独立衬套，省去后