电动汽车中的转子油冷电机犹如心脏般跳动着效率与性能的节拍而它背后的电机-深度解读和参数表则是揭开其内
导语:本文深入探讨了电动汽车转子油冷电机的设计优化过程,通过对比分析不同的方案,本文旨在为读者提供解决实际问题的参考。今天,我们将详细介绍一篇关于电动汽车转子油冷电机设计方案文献解读,该文章详尽阐述了油路设计中各个变量的优化过程,并进行了方案之间的对比分析。本文将以此为基础,对其设计过程进行深入解读,希望能够为大家提供有用的信息和帮助。
一、油路走向
首先,让我们来审视这款电机油冷系统的总体布局,以及它独特的地方。在传统定子水冷系统之上,这款产品引入了一条额外的冷却通道,专门用于转子的冷却。这条通道从前盖开始流经机壳,然后形成一个环形结构,在定子铁芯内部循环,最终汇集到转子的内部,再次通过前盖出口。
二、电机油冷结构
为了实现上述设计,电机前后盖及机壳结构如图所示:
值得注意的是,这款产品采用多个进出口轴向排列,使得液道阻力相对较小。此外,对于转子部分,它采用分段加工并焊接的手法(这个工艺可以参考另一篇文章中的描述,即轴摩擦焊工艺),具体如下:
三、仿真迭代过程
仿真基本步骤如下所示:
仿真的核心是基于温度场与磁场双向耦合分析。首先设定初始温度,然后利用磁学模拟计算该温度下的损耗,并将这些损耗反馈至温度场分析中,以此建立闭环迭代模型。在迭代结束时,将会达到稳态。为了缩短计算时间,采用2D数模法进行磁学模拟,而3D数模法则用于温度场计算,其中换热系数参照经验值估算。
四、实际测量验证
通过测量不同位置和实际温度,与预测结果进行比较分析。以2300rpm, 7.38Nm工作状态为例,可以得到误差控制在10%以下,如下图所示:
五、电机优化
选择最适宜的机械壳型。
如下图展示了三种不同形式:
根据流量和要求综合考虑后确定最佳选择,从a到b,在低流量条件下绕组效率显著提升;c相对于b效果不明显,但在高流量时c性能不及b,无论复杂度如何。这表明当选取机械壳时应结合流速匹配最佳方案。
调整进出口角度。
可以设置如下的角度:
通过几组特定角度值测试获得如下结果:
可见第三组配置达到了最优点。
六、测试方法
样品安装六个通风孔于定子侧,如图所示:
测温点位包括线包内部、高温区域以及两侧表面,同时由于无法直接装备热敏片于转子部分,则依赖标签纸检测。
七、试验结果
三个环境条件:空气自然风吹、大型单体散热器加热、小型单体加大型轴承散热器
结论:
风吹80分钟后130℃未达到平衡。
单体散热器80分钟后110℃已达平衡。
轴承散热器30分钟后80℃已达平衡
另外,从时间曲线看,不同两个方案最初30分钟表现相当,但随着时间推移两者的差异逐渐扩大且趋势持续增长。
八、本文总结
与常规风吹或单体散熱方式比较,本项提出的喷射式涡轮增压涡轮增压系统降低了绕圈最大功率输出速度约20%,提高了效率约15%;而与现有的涡轮增压系统相比,其最高功率输出速度仅略低,而平均效率提高约10%以上,因此这一创新技术有效地提升了发动机性能,为未来更高效能发动车辆奠定基础。