一、引言
轴向磁通电机（Axial Flux Motor）以其更高的转矩密度、更紧凑的结构和更灵活的设计空间，正在新能源汽车、电驱动航空、机器人、风力发电等领域获得越来越多的关注。然而，与传统的轴向磁通电机不同，轴向磁通电机的扁平化结构带来了一个突出的工程难题—散热。尤其是双转子方案中，中间定子扁平化设计使其与外界接触的表面积大幅减小，散热能力受到严重制约。
在这一背景下，灌胶（又称灌封）工艺成为轴向磁通电机制造中不可或缺的环节。灌封胶不承担着固定定子绕组、铁芯等零部件的作用，更承担着将绕组热量传导至机壳散热面的关键热管理功能。可以说，轴向磁通电机的散热性能，几乎完全依赖灌封胶。
二、轴向磁通电机的结构特点与灌封挑战
轴向磁通电机的定子呈盘状扁平结构，绕组通常采用扁平矩形或扇形铜线绕制，而非传统轴向电机的圆形铜线。这种结构设计带来了以下诸封挑战：
，扁平结构导致气泡难以排出。常压灌封时，胶体在流动过程中会裹挟空气，而轴向磁通定子的扁平结构使得气泡很难自行上浮排出。残留的气泡在工作时会形成局部热点，长期运行可能导致绝缘击穿或胶体开裂。
第二，窄小间隙的填充困难。定子线圈与铁芯之间的间隙极为狭窄，树脂要进入这些小尺寸空间存在较大的难度。
第三，散热要求较高。轴向磁通电机功率密度部绕组温度比较高、散热困难。若热量不能及时导出，绕组绝缘会加速老化，永磁体也可能发生不可逆退磁。
三、灌封胶的材料选择
3.1 导热性能
灌封胶的导热系数是衡量其散热能力的关键指标。目前，轴向磁通电机普遍采用高导热性环氧灌封胶，导热系数通常要求在2.0 W/(m·K)以上，部分应用可达2.0–3.0 W/(m·K)例如，KD-1M高导热性环氧胶水的导热系数可达2.0 W/(m·K)以上，被广泛应用于轴向磁通电机的定子内腔灌封。
3.2 绝缘性能
灌封胶同时承担着电气绝缘的功能。的环氧灌封胶应具备较高的介电强度，例如STYCAST FT等材料的介电绝缘值可达21.7 kV/mm.此外，灌封胶填充铁芯间隙后，既能增强绝缘性能，又能改善散热，避免局部过热导致的绝缘老化。
3.3 力学性能与工艺适配性
轴向磁通电机在高速旋转时承受巨大的离心力，要求灌封胶具备*高剪切强度和抗冲击韧性*同时，胶水需具备适当的触变性，保证施胶后不流淌。在粘度方面，低粘度胶体有利于渗透进产品的微小间隙中。部分工艺采用分步灌封策略—先使用低流动性高导热环氧树脂（如粘度30000 mPa·s、导热系数1.6 W/(m·K)的树脂）进行初步灌封，再使用高流动性环氧树脂填充剩余空隙。
3.4 耐温与阻燃
针对新能源汽车等严苛应用场景，灌封胶还需具备优异的耐高温性能。部分高性能环氧灌封胶的玻璃化转变温度（Tg）可达160℃以上，甚至达到200–211℃.阻燃等级达到UL94 V-0也是常见要求。
四、真空灌封工艺流程
轴向磁通电机的定子灌封通常采用真空灌封工艺，其工艺流程如下：
4.1 步骤一：零件准备与模具装配
将定子的绕组模块、轴承座等零件放入灌胶模具中，拼装成定子模块。为提高灌封质量，零件通常需要进行预加热，预加热温度等于或略低于树脂胶的固化温度。
4.2 步骤二：真空环境下的灌封
将模具放入真空装置中，装置内温度保持在80–120℃.在灌胶过程中持续抽真空，通过负压环境优化胶水的灌注过程。真空灌封的优势在于：真空环境下胶体中的气泡能被有效抽出，气泡率可控制在极低水平。
典型的抽真空操作为：抽真空3–6分钟后回压一次，该过程重复2–5次，每次回压时间20–40秒。
4.3 步骤三：热态开模
灌封树脂胶20–60分钟后（通常为30–40分钟）,取出模具并随即进行热态开模，取出成型后的定子。热态开模的优势在于减少模具占用时间，提高生产效率。
4.4 步骤四：二次固化
将椰子放入加热装置中，加热到等于或高于树脂胶的固化温度，保持20–50分钟进行二次固化。二次固化确保灌封胶充分交联，达到比较好的力学性能和导热性能。
4.5 步骤五：冷却
取出定子，冷却至室温。部分工艺中，取出定子后先放入保温箱（温度与固化温度一致）保温30–50分钟，再逐步冷却，以减少热应力。
五、灌封设备的关键要求
轴向磁通电机灌封对设备提出了较高的要求，主要体现在以下几个方面：
真空度：设备极限真空度通常要求达到≤-0.1 MPa,部分设备搭载三级梯度真空脱泡架构。
出胶精度：出胶量需稳定、重复精度良好，确保每个定子的灌封量一致。
温度控制：固化炉温度需均匀分布，避免局部温差导致固化不均。
在线混料与脱泡：对于双组份灌封胶，设备需支持在线混料与连续脱泡，避免胶水在混合过程中引入新的气泡。
六、质量控制要点
6.1 气泡控制
气泡是灌封质量的头号敌人。除真空灌封外，胶水搅拌过程中也需避免高速搅拌产生过多微小气泡，推荐采用行星式脱泡搅拌机，真空度保持在-0.08 MPa以上，搅拌后静置或真空脱泡10–20分钟，可有效去除90%以上的可见气泡。
6.2 灌封厚度一致性
绕线工序中线圈端部的平整度直接影响后续灌封厚度的一致性若端部起伏过大，灌封后胶层厚度不均，将导致电机散热性能大打折扣。
6.3 结构设计优化
部分先进设计通过在定子铁心上开设封胶槽和入胶槽，使灌封胶填充更充分、贴合更紧密，有效提升散热效率的同时增强抗振动性能。橡尾槽设计与交错分布可减少因振动导致的胶体脱落。
6.4 混合冷却方案
对于散热要求较高的场景，可采用”导热片+灌封胶+液冷”的混合冷却方式。在定子端部与机壳之间的空腔内填满高导热性灌封胶，同时在机壳与灌封胶内开设冷却通道，通过环绕式冷却通道与绕组的直接接触换热，大幅提升电机的冷却效率。
七、结语
轴向磁通电机的灌胶工艺是一项融合了材料科学、热管理、精密制造*的系统工程。从高导热环氧树脂的选型，到真空灌封工艺的精细控制，再到设备与模具的合理配置，每一个环节都直接影响着电机的散热性能、绝缘可靠性和使用寿命。随着轴向磁通电机从研发样品走向规模化量产，灌胶工艺的标准化、自动化程度将不断提升。未来，更高导热系数的灌封材料、更精密的真空灌封设备、以及与液冷系统深度集成的灌封结构设计，将继续推动轴向磁通电机性能的持续突破。
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