电机深度解读电动汽车转子油冷的旋转之心犹如城市中的脉搏引领着绿色出行的未来
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指导。今天,我们将分享一篇关于电动汽车转子油冷电机方案的文献探究,内容涵盖了油路设计中的每个变量优化流程以及不同方案间的精确比较。本文全面解析其设计步骤,以期帮助大家更好地应对实践挑战。
一、油路布局
首先,让我们审视这款独具特色的电机油冷整体架构,它的走向如图所示:
与传统配置相比,这项创新之处在于,在一般水冷定子基础上,额外增设转子的冷却系统。该系统通过前盖引入冷却液,将其分配至定子铁芯形成环形通道,并由后盖汇集至转子的内部,从转子内到达前盖出口。
二、电机结构
为了实现上述布局,需要精心打造前后盖和机壳结构,如下图所示:
值得注意的是,该机壳轴向通道采用并列进出技术以减少阻力。此外,对于转子而言,其采用分段加工再焊接工艺(可参考另一篇外文介绍轴摩擦焊工艺),具体结构如下图描述。
三、仿真迭代过程
仿真大致过程如同以下图所示:
基于双向耦合分析,即温度场和电磁场共存,初始温度赋予,然后利用此温度计算损耗,再将损耗反馈给温度场分析。如此循环迭代直至稳态。为了缩短仿真时间,本次采用2D数模电磁仿真及3D数模温度场仿真,同时参考经验值调整空气间隙换热系数。
四、实验验证
通过测量不同位置和实际温度,与预测结果进行比较分析。在2300rpm, 7.38Nm工作状态下,可观察到10%以内的误差。这部分数据见下方图表:
五、设备改进
机壳油道优化
展示三种不同形式下的通道,如下:
根据流量变化情况,可以从a到b明显提升绕组温控效果,而c相对于b,不论流量如何,都无法匹敌b;当流量较高时,c不仅复杂且效率低落。这表明需结合流量考虑最佳通道搭配。
转子入口角度调整
设置可调节变量角度,如以下所示:
通过特定角度组合进行仿真得到如下结果:
最终第三组组合被确定为最优选择。
六、测试方法与样品准备
实际样品在定子内部开设六个通风口,如下所示:
测量点分布包括线包、中部铁芯、大型金属夹层及两侧机械夹层等。
七、试验结果总结
三种条件:风冷单壳体加轴式均作试验,
试验发现:
风冷80分钟后达到130℃未稳;
单壳体油冷80分钟后达到110℃已稳;
壳体加轴式30分钟即达到平衡于80℃;
八、本方案评估与总结
此新型方案相较常规风冷降低了线圈温50%,相较单壳体喷注方式降低38%,因此是一项有效提升电子设备性能的手段。