电动汽车中的转子油冷电机犹如心脏在体内跳动关于电机的基本知识深度解读
导语:本文详细阐述了油路设计中各关键因素的优化策略,并对多种方案进行了深入对比分析。本篇文章旨在解读其设计过程,期望为解决实际问题提供有益的启示。今天,我们将探讨电动汽车转子油冷电机方案的文献解读,文章全面介绍了油路设计中各个变量的优化过程,并对每个方案进行了全面的比较分析。本文将深入探讨其设计流程,以期为大家解决实际难题提供帮助。一、油路布局首要任务是研究我们即将展开讨论的电机油冷系统,它包括一个独特的油路走向,如下图所示:
这项改进与传统方法相比,在保持一般定子水冷体系基础上增加了一条专门用于转子的冷却路径。这种路径从前盖引入冷却液,使之环绕定子铁芯形成一个闭合型结构,然后通过后盖汇集至转子的内部,从而再次回到前盖上的出口。
二、电机结构确保上述路径可行性的关键在于调整电机前后盖和壳体的构造,如下图所示:
值得一提的是,采用多入口出口方式来减少轴向方向内通道阻力。对于转子部分,则采取分段加工并焊接技术(具体工艺可参考另一篇外文文章,该文介绍的是轴摩擦焊工艺,对需要了解此工艺的人员开放微信沟通渠道)。
三、仿真迭代过程仿真基本流程如下所示:
仿真程序基于温度场和磁场双重耦合作用分析,其中首先设定初始温度,然后利用该温度下的损耗数据计算出新的温度分布,再将这些新获得信息反馈到磁场模拟中以求得稳态结果。在缩短模拟时间方面,将2D数模应用于磁场模拟,而3D数模则用于温度场分析,同时借助经验值确定空气间隙换热系数。
四、实测验证与仿真的预测结果进行对照性测试,以2300rpm及7.38Nm工作状态作为例证,发现误差控制在10%以内。详见以下图表:
五、电机性能提升1)壳体通道优化
分别展示三种不同形式壳体通道:
通过流量条件变化下的定子和转子温度比较:
结果显示,可以根据系统流量以及要求选择最佳壳体通道结构。
在低流量情况下a→b显著提高绕组效率;c较b效果不佳,但高流量时c效果远逊于b。
因此需结合流量考虑最适宜通道匹配找到最佳方案。
2)进出口角度调整
转子的进口和出口角度设置如下:
经过特定角度值仿真得到:
显示第三组配置为最优解。
六、测试方法
实际样品安装六个额外涡轮增压孔洞如同以下图像所描述:
七、实验成果
对于三个不同的环境条件(风冷、一壳体涡轮增压、一壳加轴涡轮增压),分别观察80分钟后的整车温位达到平衡或未达平衡的情况。
八、本节总结
此方案相比传统风冷降低线圈温度约50%,相比单一壳体涡轮增压降低约38%,因此是有效提升电机性能的一种策略。