电动汽车中的转子油冷电机犹如心脏般跳动着直流电机的原理图之韵

电动汽车中的转子油冷电机犹如心脏般跳动着直流电机的原理图之韵

导语:本文详细阐述了油路设计中各关键参数的优化过程,并对多种方案进行了深入对比分析。文章旨在通过解读其设计思路,帮助解决实际工程问题。

一、油路布局首要考量

首先,我们将聚焦于电动汽车转子油冷系统的创新方案,其核心在于改进传统水冷设计,引入转子专用的冷却通道。这项革新与传统定子水冷方案相较之下,具有显著区别。在一般定子水冷基础上,特别增加了转子的独特油路网络。此网络结构由前盖引入至机壳内部,再经后盖汇集至转子的内部,从而形成闭合循环,最终返回到前盖的出口。

二、电机油冷构造精妙

为了实现此特殊布局所需的前后盖和机壳结构,我们需要参考以下图示:

值得注意的是,这种结构采用了多个入口和出口来减少流阻,同时保证了轴向通道效率。对于转子的加工方式,则采用分段焊接工艺(该工艺可以查阅另一篇外文文献,该文献介绍的是轴摩擦焊技术,对有兴趣的读者可通过微信联系作者获取)。

三、仿真迭代过程详尽探讨

仿真过程主要包含温度场和电磁场双向耦合作用分析。我们首先设定初始温度,然后基于这一温度计算损耗并反馈给温度场分析,以此实现稳态迭代。此外,为缩短仿真时间,我们采用2D数模进行电磁仿真,以及3D数模进行温度场仿真,其中换热系数参考经验值。

四、实测数据验证准确性

通过对不同位置和工作状态下的实际测量与仿真的结果进行比较分析,如2300rpm及7.38Nm工作条件,可得出10%以内的误差范围。具体数据见下图:

五、电机性能优化策略

机壳冷却通道

分析三种不同形式下的流量变化情况,如图所示:

结果表明,在考虑流量因素后,可以根据系统要求选择最佳通道结构。

转子进出口角度调整

转子的进口和出口角度是可变参数,可以设置如下:

经过几组特定角度值的仿真,得出以下结果:

从以上结果可以看出第三组为最优解。

六、实验方法与实施步骤

实际样品开设六个油液通道如图所示。

在定子线包、铁芯及机壳安装热敏电阻用于测温;由于无法直接测取转子温度,所以使用标签纸记录其信息。

七、本次试验成果展示

三种测试条件:风力散热器加热、三孔单体液体加热、一孔壳体液体加热以及两孔壳体+一孔轴承液体加热。

结果显示风力散热80分钟后达到130℃未达平衡;单体液态80分钟后110℃已达平衡;同时30分钟即达80℃平衡状态。

八、本方案总结评估

该方案不仅降低了线圈温度50%相比常规风力散发,也降低38%相比单一壳体湿式制备,因此是一项有效提升電機功能性的解决方案。